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石墨烯调Q光纤激光器

成果基本信息
关键词:
成果类别: 应用技术 技术成熟度: 初期阶段
体现形式(基础理论类): 论文 体现形式(应用技术类): 新技术
成果登记号: 资源采集日期:
研究情况
单位名称: 厦门大学 技术水平: 国际领先
评价证书号: 评价单位:
评价日期: 评价证书号:
转化情况
转让范围: 合作开发 推广形式: 合作开发
已转让企业数(个):
联系方式
联系人(平台): 玉女士 联系人(平台)电话: 0771-5885053
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成果简介

 一、项目简介

调Q光纤激光器因能产生大能量、高功率、高重复率的激光脉冲且具备光束质量好、小型化、易于散热等优点,在超精细微纳加工、军事、生物医学、光通信等领域均具有重要的应用价值,是世界上各大激光器制造商极力开发的重点领域。随着双包层光纤激光技术的不断发展成熟,已获得了平均功率几十瓦、峰值功率高达几百兆瓦且脉冲宽度仅几纳秒的调Q激光脉冲。
目前,调Q光纤激光器主要分为两类:1)采用声光调Q或电光调Q技术获得主动调Q光纤激光器;2)采用可饱和吸收效应(如Cr4+晶体、半导体量子阱材料及碳纳米管材料等)实现被动调Q光纤激光器。相比主动调Q光纤激光器,被动调Q光纤激光器通常具有成本低、结构简单、设计灵活等优点。因此,被动调Q光纤激光器的实际应用中潜力更大。新型纳米材料——石墨烯因其独特的二维原子结构表现出许多独特的物理特性(包括零带隙能带、强的泡利阻塞效应等)。其宽带可饱和吸收特性,可用于宽波段被动调Q实现高性能脉冲激光器。相比已被国外垄断的声光调Q器和半导体可饱和吸收调Q器,使用石墨烯作为被动调Q器可大大降低该类脉冲激光器的成本。    
二、技术成熟度
我们主要采用以下两种技术制作光纤兼容的石墨烯调Q器: 1) 光诱导法将石墨烯沉积至光纤端面; 2)等离子体溅射沉积设备将石墨烯镀制在光纤端面。使用上述方法自制石墨烯调Q器,我们已在单模掺Er光纤和单模掺Yb光纤中均实现了小功率调Q脉冲激光,脉冲宽度在微秒量级,平均输出功率几毫瓦,长期运转稳定。已完成福建省科技厅重点项目“可调谐高功率掺Yb双包层光纤激光器研究”,已授权实用新型专利:叶陈春,范元媛,吴彩缘,罗正钱,蔡志平, “波长可调谐掺Yb双包层光纤激光器,”,专利号:ZL 2008 2 0229588.8。目前,正在着力开发石墨烯调Q的高功率掺Yb(以及Tm)双包层光纤脉冲激光器,在实验室已初步实现了平均功率W级的1μm波段调Q脉冲激光。
三、应用范围
平均功率几瓦、峰值功率大于几千瓦的调Q纳秒脉冲光纤激光器在工业精密微加工、打标、切割、焊接及激光医疗等领域均有广泛应用。
四、投产条件和预期经济效益
制备石墨烯的主要原料高纯度石墨,国内市场供应充足。制作高功率调Q光纤激光器所需的双包层光纤,已有多家企业供应多种规格产品(如美国的 Nufern,国内企业如中国电子科技集团46研究所、武汉长飞)。厦门大学电子工程系已装备美国SCT公司S500型等离子体溅射镀膜机,可制备各种波段的激光腔镜薄膜 (如增透、高反膜等)。前期预计设备投资200万元(不包括厂房、公用工程等)。对年产100台激光器的规模,预计利润可达200万元。
成果名称: 石墨烯调Q光纤激光器 关键词:
成果类别: 应用技术 一级分类名称:
二级分类名称: 三级分类名称:
研究起止时间: 成果体现形式(应用技术类): 新技术
成果属性: 原始性创新 成果体现形式(基础理论类): 论文
技术成熟度: 初期阶段 技术水平: 国际领先
研究形式: 独立研究 学科分类1: 国家标准GB T13745-92《学科分类与代码》
单位名称: 厦门大学 学科分类2:
中图分类号1: 中国图书资料分类法(第四版) 所属高新技术类别:
中图分类号2: 课题来源: 国家科技计划
应用行业: 建筑业 课题立项名称:
国家科技计划子类别: 高技术研究发展计划(863计划) 课题立项编号:
经费实际投入额 (万元): 评价单位:
评价形式: 鉴定 应用状态: 稳定应用
评价日期: 转让范围: 合作开发
评价证书号: 推荐单位:
推广形式: 合作开发 成果登记号:
成果简介:

 一、项目简介

调Q光纤激光器因能产生大能量、高功率、高重复率的激光脉冲且具备光束质量好、小型化、易于散热等优点,在超精细微纳加工、军事、生物医学、光通信等领域均具有重要的应用价值,是世界上各大激光器制造商极力开发的重点领域。随着双包层光纤激光技术的不断发展成熟,已获得了平均功率几十瓦、峰值功率高达几百兆瓦且脉冲宽度仅几纳秒的调Q激光脉冲。
目前,调Q光纤激光器主要分为两类:1)采用声光调Q或电光调Q技术获得主动调Q光纤激光器;2)采用可饱和吸收效应(如Cr4+晶体、半导体量子阱材料及碳纳米管材料等)实现被动调Q光纤激光器。相比主动调Q光纤激光器,被动调Q光纤激光器通常具有成本低、结构简单、设计灵活等优点。因此,被动调Q光纤激光器的实际应用中潜力更大。新型纳米材料——石墨烯因其独特的二维原子结构表现出许多独特的物理特性(包括零带隙能带、强的泡利阻塞效应等)。其宽带可饱和吸收特性,可用于宽波段被动调Q实现高性能脉冲激光器。相比已被国外垄断的声光调Q器和半导体可饱和吸收调Q器,使用石墨烯作为被动调Q器可大大降低该类脉冲激光器的成本。    
二、技术成熟度
我们主要采用以下两种技术制作光纤兼容的石墨烯调Q器: 1) 光诱导法将石墨烯沉积至光纤端面; 2)等离子体溅射沉积设备将石墨烯镀制在光纤端面。使用上述方法自制石墨烯调Q器,我们已在单模掺Er光纤和单模掺Yb光纤中均实现了小功率调Q脉冲激光,脉冲宽度在微秒量级,平均输出功率几毫瓦,长期运转稳定。已完成福建省科技厅重点项目“可调谐高功率掺Yb双包层光纤激光器研究”,已授权实用新型专利:叶陈春,范元媛,吴彩缘,罗正钱,蔡志平, “波长可调谐掺Yb双包层光纤激光器,”,专利号:ZL 2008 2 0229588.8。目前,正在着力开发石墨烯调Q的高功率掺Yb(以及Tm)双包层光纤脉冲激光器,在实验室已初步实现了平均功率W级的1μm波段调Q脉冲激光。
三、应用范围
平均功率几瓦、峰值功率大于几千瓦的调Q纳秒脉冲光纤激光器在工业精密微加工、打标、切割、焊接及激光医疗等领域均有广泛应用。
四、投产条件和预期经济效益
制备石墨烯的主要原料高纯度石墨,国内市场供应充足。制作高功率调Q光纤激光器所需的双包层光纤,已有多家企业供应多种规格产品(如美国的 Nufern,国内企业如中国电子科技集团46研究所、武汉长飞)。厦门大学电子工程系已装备美国SCT公司S500型等离子体溅射镀膜机,可制备各种波段的激光腔镜薄膜 (如增透、高反膜等)。前期预计设备投资200万元(不包括厂房、公用工程等)。对年产100台激光器的规模,预计利润可达200万元。
联系人: 罗正钱 成果登记日期:
联系人email: zqluo@xmu.edu.cn 单位代码:
邮政编码222: 联系人电话: 15960266317
单位传真: 0592-2580141 单位通讯地址: 厦门大学信息科学与技术学院电子工程系
单位所在省市: 单位电话:
转让收入(万元): 单位属性: 独立科研机构
合作完成单位: 已转让企业数(个):
成果发布年份: 知识产权形式:
成果完成人: 资源采集日期:

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