近年來，工業(yè)光纖激光器市場(chǎng)發(fā)展迅猛，勢(shì)頭強(qiáng)勁。國(guó)內(nèi)中低功率光纖激光器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，國(guó)產(chǎn)化替代日漸深入，已全面進(jìn)入價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)階段，控制成本成為光纖激光器廠商參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的重要手段。高功率光纖激光器市場(chǎng)需求迫切，市場(chǎng)缺口龐大，但其非線性效應(yīng)抑制等難度較高、光纖激光器廠商正尋求新的解決方案。

   隨著工業(yè)光纖激光器對(duì)泵浦源的溫度控制技術(shù)的成熟，976nm波段泵浦源在工業(yè)光纖激光器上的應(yīng)用逐漸被市場(chǎng)認(rèn)可接受。光纖激光器增益光纖對(duì)976nm波段泵源具有較高的吸收效率，能夠有效降低工業(yè)光纖激光器的制造成本與泵浦技術(shù)難度，不少技術(shù)領(lǐng)先的光纖激光器廠商紛紛將技術(shù)方案聚焦到976nm波段泵浦方案，以期盡快取得更大的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

相對(duì)915nm泵浦，976nm泵浦的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

工業(yè)光纖激光器通過增益光纖（摻鐿光纖）實(shí)現(xiàn)從泵浦光到信號(hào)光的能量轉(zhuǎn)換。摻鐿光纖在915nm和976nm波段存在兩個(gè)明顯的特征吸收峰，915nm波段吸收系數(shù)相對(duì)較低，吸收譜較寬；976nm波段吸收系數(shù)是915nm波段的2-3倍（如圖1），但吸收譜相對(duì)較窄。

圖1 摻鐿光纖吸收與激射光譜

915nm/976nm泵浦激光器提供的泵浦光能量，分別與摻鐿光纖的吸收峰特征對(duì)應(yīng)。以往較多的光纖激光器廠商使用915nm波段泵浦方案，原因在于摻鐿光纖在915nm波段較寬的吸收峰，能夠冗余較寬的光纖激光器溫度控制范圍帶來的泵浦波長(zhǎng)漂移，但915nm波段泵源較低的吸收系數(shù)帶來了成本與技術(shù)應(yīng)用上的雙重障礙，限制了光纖激光器高功率、低成本的發(fā)展趨勢(shì)。

976nm波段泵浦的光纖激光器，增益光纖對(duì)泵浦光的吸收系數(shù)更高。據(jù)國(guó)內(nèi)多家光纖激光器廠商實(shí)用反饋，976nm波段泵浦的光光效率可達(dá)到85%，而915nm波段泵浦的的光光效率為75%（如圖2）。在相同的泵浦功率注入下，與915nm波段泵浦相比，采用976nm波段泵浦方案，光纖激光器的輸出功率將高出13%，且976nm波段泵浦需求的增益光纖長(zhǎng)度更短，直接降低材料成本的同時(shí)，也有效降低了非線性效應(yīng)，光光效率損失、熱管理難度。但976nm泵浦對(duì)光纖激光器溫度控制的要求更高。

圖2 915/976nm泵浦摻鐿光纖斜效率對(duì)比

976nm泵源使用技術(shù)的日趨成熟

以往制約976nm泵浦源工業(yè)應(yīng)用的原因主要還是增益光纖在976nm波段的吸收譜較窄；在工作環(huán)境溫度變化時(shí)，泵浦源中心波長(zhǎng)的漂移造成增益有源光纖吸收率大幅變化，容易導(dǎo)致光纖激光器整機(jī)輸出功率不穩(wěn)定。在熱管理技術(shù)不夠成熟的過去幾年，開發(fā)者多采用吸收峰較寬、但吸收效率更低的915nm波段，來降低環(huán)境溫度的影響。采用976nm泵源方案對(duì)激光器的熱管理設(shè)計(jì)有非常嚴(yán)格的要求，因此，在過去幾年只有國(guó)外少數(shù)和國(guó)內(nèi)極少數(shù)光纖激光器廠家在量產(chǎn)工業(yè)激光器中使用976nm泵源方案。

不同的是，近年來國(guó)內(nèi)光纖激光器廠家在熱管理技術(shù)方面逐漸成熟，工業(yè)水冷機(jī)進(jìn)行的強(qiáng)制水循環(huán)冷卻方式已經(jīng)完全滿足了光纖激光器對(duì)泵浦源溫度控制的要求。目前國(guó)內(nèi)已有多家光纖激光器制造商使用長(zhǎng)光華芯的976nm泵源，實(shí)現(xiàn)了中低光纖激光器的批量生產(chǎn)供貨，高功率激光器的小批量生產(chǎn)供貨，并在終端客戶處的表現(xiàn)良好。所以，目前來看，使用976nm泵源方案已不存在技術(shù)上的應(yīng)用障礙。

976nm泵源在中低功率光纖激光器上的成本優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)

隨著國(guó)內(nèi)光纖激光器企業(yè)的技術(shù)發(fā)展成熟，國(guó)產(chǎn)激光器市場(chǎng)占有率穩(wěn)步提升，尤其是中低功率光纖激光器，已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代。隨著中低功率光纖激光器的產(chǎn)品同質(zhì)化日益嚴(yán)重，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日漸激烈。進(jìn)入19年以來，已經(jīng)全面進(jìn)入價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)階段，光纖激光器的成本面臨巨大的市場(chǎng)挑戰(zhàn)，如何降低成本，不少光纖激光器廠商將目標(biāo)投向976nm泵源。976nm泵源較高的光光轉(zhuǎn)換效率可以有效降低泵源的成本代價(jià)。以1500W光纖激光器為例，976nm泵源相比915nm泵源高出約10%電光效率，將直接節(jié)約235W的泵浦源功率，大幅度節(jié)約光纖激光器制造成本的同時(shí)，也為光纖激光器的終端用戶節(jié)省了約11%的電力消耗費(fèi)用，有效幫助中下游用戶建立起市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

高功率光纖激光器976nm泵源技術(shù)與成本的雙重優(yōu)勢(shì)

目前國(guó)內(nèi)高功率光纖激光器需求依然依賴進(jìn)口，市場(chǎng)供不應(yīng)求，面對(duì)巨大的市場(chǎng)缺口，國(guó)內(nèi)不少技術(shù)領(lǐng)先光纖激光器廠商紛紛將目光投向高功率光纖激光器的研發(fā)生產(chǎn)，并有不少有實(shí)力的廠家在技術(shù)上正不斷追趕甚至超越國(guó)際一流光纖激光器廠商。

借此，高功率光纖激光器的泵浦方案被重新評(píng)估。以往使用915nm波段的半導(dǎo)體激光器作為泵浦源，受益于915nm波段較寬的吸收譜，激光器整機(jī)受溫度影響較小，但在915nm波段增益有源光纖的吸收效率低，為達(dá)到整機(jī)光纖激光器更高功率的輸出，在技術(shù)上要求使用更高的915nm泵浦功率和更長(zhǎng)的有源光纖，這將導(dǎo)致開發(fā)者不得不面對(duì)增益光纖非線性效應(yīng)、光光效率損失、熱管理難度增加、單位瓦數(shù)成本上升等諸多困難。當(dāng)輸出功率超過一定水平時(shí)，915nm泵浦方案將變得極為復(fù)雜而最終失效。

使用976nm波段泵浦方案將很好的解決915nm波段泵浦方案的上述困難。增益光纖對(duì)976nm波段吸收效率是915nm波段的2-3倍，更高的吸收效率，意味著需要的增益光纖更短，隨之帶來的非線性效應(yīng)降低等一系列的技術(shù)優(yōu)勢(shì)得以體現(xiàn)，同樣也節(jié)約了部分增益光纖的材料成本，加之光光效率帶來的成本優(yōu)勢(shì)（976nm波段泵源比915nm泵源高約10%的光光效率），976nm泵浦方案在高功率光纖激光器上的成本效益進(jìn)一步得以體現(xiàn)。

當(dāng)熱管理不再成為制約976nm波段泵浦方案的障礙，976nm泵浦技術(shù)的技術(shù)與成本雙重優(yōu)勢(shì)得以體現(xiàn)。

長(zhǎng)光華芯致力于為光纖激光器提供理想泵浦源

圖3 長(zhǎng)光華芯976nm泵源

長(zhǎng)光華芯自2012年成立以來一直致力于半導(dǎo)體激光器的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售，長(zhǎng)光華芯976nm光纖耦合模塊，采用自主研發(fā)并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的單管芯片，通過精密的光學(xué)封裝和嚴(yán)苛的工藝過程控制實(shí)現(xiàn)高亮度的輸出，可滿足客戶的不同需求，長(zhǎng)光華芯可提供：

（1）135μm，976nm光纖耦合模塊，最高輸出功率可達(dá)180W；

（2）200μm，976nm光纖耦合模塊，最高輸出功率可達(dá)280W；

（3）帶VBG波長(zhǎng)鎖定的976nm光纖耦合模塊，105μm最高輸出功率可達(dá)130W；

主推的976nm三款光纖耦合模塊產(chǎn)品實(shí)際NA 0.16（95%能量），光譜寬度＜5nm，中心波長(zhǎng)可以控制在±2nm，其中VBG光纖耦合模塊產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)鎖定在±0.5nm范圍內(nèi)。

經(jīng)多家領(lǐng)先的第三方光纖激光器公司驗(yàn)證，采用長(zhǎng)光華芯976nm泵浦源的光纖激光器具有光光轉(zhuǎn)換效率可達(dá)85%，整機(jī)系統(tǒng)受環(huán)境溫度影響微弱，±5℃波動(dòng)范圍內(nèi)光纖激光器性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，同時(shí)有效節(jié)省有源光纖，使光纖激光器單瓦成本更低。

長(zhǎng)光華芯976nm光纖耦合模塊是工業(yè)高功率光纖激光器和飛秒光纖激光器理想泵浦源。