掺铥光纤激光器及其碎石应用:进展与展望

激光自诞生以来就在众多领域中有着广泛应用,激光碎石技术就是其中之一。相比目前激光碎石技术的“金标准”钬激光器,掺铥碎石光纤激光器在近些年不断发展,而且逐步被证明可实现更快的碎石速率与粉末化碎石、产生较小的碎石反推力、允许更高的液体灌溉速率等手术优点,同时整机系统支持免水冷工作、高电光效率运转、全光纤高效耦合以及大幅度体积缩减,因此受到了越来越多的关注。本文从连续性、准连续型和纳秒短脉冲型掺铥光纤激光器三个角度出发,详细总结了掺铥光纤激光器的部分重要研究进展及其在碎石领域的研究,介绍了掺铥光纤激光器用于碎石的优势与原理,并展望了未来研究的方向和挑战。

高功率掺铥光纤激光的研究进展

掺铥光纤激光可调谐范围宽、人眼安全、非线性阈值高,功率提升潜力大,在遥感、激光雷达、医疗、光学参量振荡等领域具有重要的应用。主要报道了国内外在连续、脉冲掺铥光纤激光方面的进展。目前连续掺铥光纤激光已经实现1kW的输出,其中单频连续掺铥光纤激光实现了608W的输出,如果进一步采用高功率、高亮度的半导体激光作为抽运源,增多放大级,则有望实现更高功率的激光输出。在脉冲激光方面,采用调Q方式实现了重复频率100kHz,单脉冲能量360μJ的纳秒脉冲输出;采用锁模方式实现了重复频率为37MHz,脉宽为1.32ps,平均功率为3.4mW的输出。最后对掺铥光纤激光的未来发展进行了展望。