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摘要：976nm泵浦技術由于其電光轉化效率高、非線性效應低被認為是高功率光纖激光器發展的技術路線，但是由于溫度敏感性高、技術難度高在相當長一段時間內，工業內尚不能完全工業規模化，相反，915nm泵浦技術路線成為工業大規模應用的主流；行業內一直把976nm泵浦技術的冷卻系統的優化、穩定波長的VBG鎖頻技術作為小批量特種應用的主要研究方向。

國外激光器公司首先突破976nm泵浦技術并實現976nm泵浦技術工業化規模生產制造。GW自2015年以來通過不斷研究和探索，初步完成976nm產業化布局。

截至目前，GW已經成功推出基于976nm技術的500W-3000W工業用單腔單模激光器及4000W-20,000W工業用多模光纖激光器，上千臺的工業用戶的批量使用已經初步驗證了976nm技術完全可以滿足工業應用更嚴格的可靠性要求，而且在這個過程中通過和國內合作伙伴的持續努力，已經基本完成供應鏈的國產化，為976nm技術在國內的持續產業化奠定了基礎。

 1、976nm泵浦技術VS915nm泵浦技術 

 2、976nm泵浦技術瓶頸 

由于976nm泵浦的波長吸收率高，其激光器的電光轉化效率、體積、能量密度以及光束質量等參數更為優異，故自976nm泵浦技術出現以來，一直是國外及國內機構和研究單位研究和小規模特種使用的主要方向。

為了解決976nm泵浦技術的溫度敏感性問題，一方面通過設計來提高冷卻系統的散熱效果，通過理論計算及有限元等多種手段來使得其散熱效果率高，讓其工作溫度變化不超過5-10℃，德國Dilas率先通過微通道技術實現了較高效率的冷卻系統，使得在一定條件下，可以小批量的穩定使用，但是微通道技術對冷卻水要求高、水流量高，同時長期使用微通道容易結垢而需要定期清理，因此，在工業苛刻的服役環境中使得推廣受到限制。另外一方面，研究表明，通過設計波長穩定的技術，即使用VBG的體光柵可以使得泵浦二級體在線偏移方面有著較大的提高，可以在5-10℃的范圍內穩定工作，因此直至現在，在軍工等特種應用一直使用帶VBG的鎖波長泵浦二級體。但是由于VBG鎖波長泵浦二級體采購成本高，同時帶來2-5%的電光轉化效率的下降，此外，高功率泵浦的芯片發光點數量眾多，每一個芯片發光點需要一個VBG，同時需要保證同一個波長頻率，實現技術難度和成本都較高，僅在小規模特殊應用上使用，無法實現工業化大規模的生產。

 3、國外廠商首先完成了976nm泵浦技術工業化規模生產制造 

IPG一邊在976nm泵浦的冷卻方式進行系統的開發和研究，利用其獨特的單管技術，具有輸出密度低、低熱負載、最簡單的被動式冷卻設計、半導體在熱、電兩端均為獨立等熱管理的優點，同時不斷探索和完善976nm泵浦技術路線，目前IPG是業內首家完全掌握976nm泵浦技術并且進行大規模工業化使用的光纖激光器制造商。

Rofin在976nm泵浦技術上緊跟其后，其利用德國Dilas泵浦二級體的mini-bar，使得其中心波長和線寬更加穩定，但最終因公司的經營管理及被Coherent收購的戰略調整等因素而未廣泛在工業大規模生產中應用。

 4、GW的976nm泵浦技術路線工業化之路 

在多年技術研發經驗積累的基礎上，考慮到976nm泵浦技術的諸多優點，GW從2015年進入中國，經過多年努力初步實現976nm工業化的規模應用，在下面幾個方面進行了技術的突破及優化：

1）芯片的選型，其中中心波長和芯片的線寬是芯片的兩個核心因子，GW經過反復的理論設計和實驗驗證，目前使用的芯片可以滿功率在中心波長附近長期穩定運行，GW從976nm芯片著手，重新定義適合大規模工業應用的976nm中心波長和線寬要求。

2）芯片和冷水版的溫差系數，通過與合作伙伴設計優化芯片與冷水版的波長溫差系數，通過泵浦源的基底熱襯、結構設計、芯片的材料學設計等來優化多-單管封裝技術，提高散熱性能，完善高功率976nm泵浦二極體導熱率、散熱能力以及波長溫漂系數等關鍵指標，同步結合冷卻系統的流量參數、冷卻劑等，從而降低976nm泵浦中相對較窄的吸收峰對溫度變化的影響，GW經過了長期可靠性驗證，通過10000小時的激光功率輸出檢測和光束能量分布的老化測試，目前GW創造性的解決了976nm泵浦的冷卻問題，并且在國際國內機構申請了相關專利。

3）光纖增益腔的優化，通過反復優化泵浦結構、摻鐿光纖的類型和長度來降低激光器對溫度變化的影響。同時，通過均勻的雙邊泵浦，降低泵浦光隨著增益光纖長度的變化而帶來的吸收效率的變化，確保在一定溫度范圍內，可以實現穩定可靠的輸出。

GW已經通過和供應商伙伴的不斷優化，初步完成976nm產業化布局，推動了行業從傳統的915nm泵浦技術向更高效的976nm泵浦技術的技術升級。截至目前，GW已經成功推出基于976nm技術的500W-3000W工業用單腔單模激光器及4000W-20,000W工業用多模光纖激光器，上千臺的工業用戶的批量使用已經初步驗證了976nm技術完全可以滿足工業應用更嚴格的可靠性要求，而且在這個過程中通過和國內合作伙伴的持續努力，已經基本完成供應鏈的國產化，為976nm技術在國內的持續產業化奠定了基礎。