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工业激光

工业光纤激光器里的高功率无源层:在线隔离器最高 100 W、自由空间 500 W,泵浦信号合束器、激光 WDM 与混合器件——为扛住杀死激光器的回反光而生。

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挑战

回反光是光纤激光器的头号杀手——切割、焊接系统迈入多千瓦时代后,光路里的每一颗无源器件都成了关乎存亡的零件。

回反光杀死激光器

室温下,铜和铝能反射约 90% 的 1 µm 激光。切割、焊接时,这部分功率沿传输光纤直冲放大链,一次糟糕的回反就能烧毁种子源和泵浦二极管。输出隔离器不是选配件——隔离度和功率承受必须同步上量,否则激光器必死无疑。

功率一路攀升

工业系统已从几百瓦走到多千瓦切割焊接,激光清洗和增材制造也往同一方向拉。光路上的每一颗无源器件现在面对的是 100 W 级连续负载和 10 kW 级 ns 脉冲峰值——吸收的每一瓦都变成热。定义器件的不再是余量,而是热设计本身。

一个波段远远不够

切割焊接用 1030–1080 nm 的 Yb,人眼安全系统用 1550 nm 的 Er,医疗与塑料加工用 1940/1950 nm 的 Tm——每个波段都需要各自的磁光晶体与光纤设计。激光器整机厂要的是三个波段全覆盖的供应商——而且在手册停下的地方,还能按图纸定制。

我们的方案

三石园沿整条光纤激光链路打造高功率无源层——从种子线到加工头。这些器件真正难在哪、我们的产品矩阵铺到多宽,下面展开。

典型高功率掺镱光纤激光链路:种子源、隔离器、泵浦信号合束器、带泵浦保护器的 YDF 增益级、包层光剥除器、模场适配器与自由空间高功率输出隔离器

典型的多级掺镱光纤激光器(MOPA)链路:种子源 → 隔离器 → 泵浦合束器 → YDF 增益级 → 包层光剥除器 → 自由空间输出。三石园供应链路上的隔离器、泵浦信号合束器与激光 WDM——在线式最高 100 W,光纤到自由空间 500 W。

沿链读图:种子源穿过一只隔离器进入第一级泵浦信号合束器,一段短 YDF 把它抬到驱动电平。第二只隔离器保护这一级,650/1064 nm WDM 在同一根光纤上叠加红色指示光用于对准。主 (N+1)×1 合束器再把多路泵浦二极管——每路前面各有一只泵浦保护器——汇入功率级 YDF。下游,包层光剥除器卸掉未被吸收的泵浦光,模场适配器对接传输光纤,自由空间高功率隔离器在输出窗口处收尾。

级间隔离与输出隔离。MOPA 链路里,下游任何反射都会带着增益往上游回窜。我们的 在线隔离器保护种子源与预放级,从 300 mW 到 100 W 连续功率,光纤覆盖标准单模、PM 与大模场。输出端,光纤到自由空间隔离器把光束扩成 7 mm 准直输出,在 60 / 120 / 250 / 500 W 下保持 ≥ 28–30 dB 隔离度——500 W 版本水冷、耐 50 kW ns 脉冲峰值,反向功率承受能力给出明确规格,挡的正是它要拦下的那种回反。高功率隔离难在两处:千瓦级热量穿过磁光晶体时必须保持对准,而且隔离器必须扛得住它要阻挡的那路反射本身——所以 500 W 型号给出了 5 W 连续 / 20 W 短时反向功率指标。

泵浦与增益链无源器件。我们的 50 W 泵浦信号合束器以 ≥ 90% 效率把 976 nm 泵浦光注入 LMA 双包层光纤,1064 nm 信号以 ≤ 0.5 dB 损耗通过——把 105/125 µm 多模泵浦口与 LMA 增益光纤拉锥熔接到这个效率,是我们量产规模的看家工艺。周边配套:熔融 PM 耦合器、偏振合束/分束器、泵浦信号 WDM,以及在线功率监测用的 高功率 PM 抽头耦合器(最高 100 W)。

脉冲与高功率版本。纳秒脉冲版全系列额定 10 kW 峰值——500 W 自由空间隔离器到 50 kW,1950 nm 100 W 型号耐 250 kW ps 峰值。高功率环形器覆盖 760–1940 nm,提供 LMA / PLMA 大模场光纤选项,功率之下保住光束质量。

混合集成。激光器整机厂不断压缩谐振腔,我们把多项功能折进一只微型封装:IWDM(隔离器+WDM)、WITP(WDM+隔离器+抽头或带通滤波器)、ITPD(隔离器+抽头+PD)。熔点更少、失效点更少——三颗器件变成一颗合格品。

对链路诚实。图里的包层光剥除器、泵浦保护器和模场适配器不是我们的产品——激光器整机厂自选渠道采购。它们周围所有光纤对接的器件都是我们的:种子与级间隔离器、泵浦信号合束器、激光 WDM 与抽头耦合器、自由空间输出隔离器——全部在与链路其余部分相同的 LMA 光纤类型上认证,芯径从 10/125 到 50/400 µm。

本应用的产品

高功率隔离器

压箱底的招牌:在线隔离器 300 mW 至 100 W(1064 / 1550 / 1940 nm),光纤到自由空间输出隔离器最高 500 W 水冷——ns 脉冲峰值 50 kW,反向功率承受能力明确标定。

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按波长选光纤激光器件

泵浦信号合束器、高功率 PM 抽头耦合器、PBC / PBS 与激光 WDM——按工作波段组织:1064、1550 与 1940/1950 nm。

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高功率环形器与激光 WDM

高功率环形器覆盖 760–1940 nm,熔融、滤波与高功率 PM 滤波 WDM 覆盖 532–1950 nm,管好泵浦与信号。

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1,500+员工
57,000㎡厂房面积
4制造基地
500+客户
3研发中心
62专利

所有产品均符合 Telcordia GR-1221 / GR-1073 可靠性体系。

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在线 100 W、自由空间 500 W、ns 脉冲峰值 50 kW——手册之外,波长、光纤与封装均可定制。样片全球发货。

sales@triple-stone.com
+86 137 0968 6019

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