中新網(wǎng)西安4月15日電 (記者 張一辰)記者15日從中國(guó)科學(xué)院西安光機(jī)所(簡(jiǎn)稱：西安光機(jī)所)獲悉，該所光子功能材料與器件研究室聯(lián)合清華大學(xué)精密儀器系，在高功率摻鐿光纖領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。

　　高功率光纖激光器憑借結(jié)構(gòu)緊湊、光束質(zhì)量?jī)?yōu)異、光-光轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)勢(shì)，在先進(jìn)激光制造等領(lǐng)域的應(yīng)用需求日益迫切。但隨著單纖激光功率不斷提升，熱效應(yīng)、受激拉曼散射(SRS)等問(wèn)題顯著加劇，引發(fā)能量損耗、光譜展寬、光束質(zhì)量下降，嚴(yán)重制約了光纖激光器功率的進(jìn)一步提升。業(yè)內(nèi)常用的1018nm同帶泵浦技術(shù)，雖有亮度高、量子虧損小的優(yōu)勢(shì)，但因鐿離子在該泵浦波長(zhǎng)的吸收截面較低，需通過(guò)提升鐿離子摻雜濃度來(lái)抑制SRS效應(yīng)，而高濃度摻雜會(huì)引發(fā)稀土離子團(tuán)簇，增加光纖損耗與熱負(fù)載，從而給光纖設(shè)計(jì)和制備技術(shù)帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。

　　針對(duì)上述難題，西安光機(jī)所特種石英光纖研究團(tuán)隊(duì)采用高溫氣相沉積大芯徑光纖預(yù)制棒制備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了6mm以上大芯徑預(yù)制棒制備，成功研制出纖芯增益離子徑向梯度摻雜的Al-P-Si體系摻鐿(Yb-APS)光纖。

　　測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，基于該光纖搭建的級(jí)聯(lián)泵浦主振蕩功率放大系統(tǒng)，在23.03kW@1018nm泵浦功率注入下，實(shí)現(xiàn)20.38kW激光功率輸出，扣除殘余泵浦后擬合斜率效率高達(dá)87.1%。

　　此次突破攻克了20kW級(jí)單光纖高功率激光器中增益光纖熱管理與非線性效應(yīng)協(xié)同抑制的技術(shù)瓶頸，為國(guó)產(chǎn)高功率摻鐿光纖的設(shè)計(jì)與制備提供了新的技術(shù)路徑，將有力推動(dòng)中國(guó)高功率光纖激光技術(shù)在先進(jìn)制造等關(guān)鍵領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　“這解決了‘激光功率越高，光纖易燒、光束畸變、雜光增多’的行業(yè)難題，也是國(guó)產(chǎn)高功率激光核心材料的一次關(guān)鍵自主突破。”西安光機(jī)所副研究員折勝飛介紹，團(tuán)隊(duì)將持續(xù)深耕新結(jié)構(gòu)、新基質(zhì)、新?lián)诫s特種光纖的研發(fā)工作，不斷滿足激光領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芴胤N光纖的多元化需求。(完)