现代高功率激光器的新特性在于其需要通过光纤传输多种波长。由于易于安装和断开连接，光纤已成为传输激光的首选方式。此外，通过封闭式导管传输，激光能有效保护终端用户免受光线直射或眼部接触的风险。

如今许多原始设备制造商（OEM）希望采用光纤传输激光，这正迅速成为大学研究人员和将高功率激光集成到大型系统中的OEM厂商的标配。尽管对光纤兴趣浓厚，但人们对其作为高强度激光传输介质的潜在应用仍缺乏全面认知。部分OEM厂商甚至认为，他们生产的高功率可调谐激光器根本无法使用光纤传输。部分用户使用了常规跳线光纤，而导致光纤损坏（因激光强度过高），代价高昂。

上海医疗器械展会则认为，事实上，选择正确的光纤材料以实现无损光传输至关重要，同时还需配备其他提升安全性的设计特性。对于高功率激光器，通常需要与专业的光纤供应商合作，他们能根据所用激光的波长和强度特性，推荐定制化的优化解决方案。

现代高功率激光器的新特性在于其需要通过光纤传输多种波长。

图片来源：原创

1.光纤传输

光学参量振荡器（OPO）激光器是灵活性突出的脉冲激光设备，可调至广泛的特定波长谱段。这类激光器广泛应用于质谱分析、光声成像和光谱检测等精密测试测量领域。

脉冲式OPO激光器能在纳秒级时间内释放兆瓦级的聚焦能量脉冲。根据行业安全标准，由于可能造成严重眼损伤、皮肤灼伤及火灾隐患，OPO激光器被归类为第四类激光设备。

采用封闭式光纤传导是规避这些安全风险的有效方式。光纤还能解决OPO及其他高能激光器的共性问题——无需复杂的光路校准即可实现激光源至目标点的精准传输。传统方案需通过多镜片系统进行繁琐的对准调节。

早期OPO激光器体积庞大，重新定位和聚焦目标往往需要耗时调整。通常需要调整反射镜角度，使光线以45度或90度折射，精准照射数米外的目标位置。使用光纤时，只需将一端插入端口，输出端即可实现自动对准。其天然柔韧性支持自由弯曲盘绕，便于灵活布设。

尽管优势显著，但高功率激光器的光纤选型至关重要。由于特定波长会引发光学材料发生光化学反应，导致分子结构改变或成分劣化，通常需要定制解决方案。持续高强度激光照射可能引发非线性效应（杂散波长）、光致暗化、光漂白及热损伤等多重损害。特定波长还会影响防护镀层性能。例如紫外线会导致镀层发生光降解，进而削弱其保护特性。

2.高功率激光定制光纤解决方案

多模阶跃折射率光纤的设计使其非常适合短距离高带宽应用，但在长距离传输时信号质量存在一定局限。多模光纤可同时传输多种光模式。这类光纤的纤芯尺寸较大（通常直径为50或62.5微米），允许多种光路或模式在纤芯中传播。阶跃折射率光纤的纤芯具有均匀且高于包层的折射率。这种折射率差异使光被限制在纤芯内，通过纤芯-包层边界反射并沿光纤传输。涂层通常作为外层保护光纤并提供额外强度。

为承受可调谐激光器的高峰值功率，有两种不同的传输配置方案：单纤丝与光纤束。

ADTE高端有源医疗装备技术展将于2025年9月24-26日在上海世博展览馆2号馆与2025Medtec同期举办，展品品类囊括芯片传感，集成电路，连接器线束，电源电机，软件配套，AI，5G智慧医疗，影像设备核心组件，光学组件，内窥镜部件，激光器，成像解决方案等，不少激光器相关企业，如Coherent高意、通快(中国)有限公司、南光高科（厦门）激光科技有限公司、苏州天弘激光股份有限公司等已经确定参展。

3.单股大芯径光纤

光纤因其便捷的安装与断开特性，已成为激光传输的主要方式。

图片来源：原创

单芯大芯径光纤是指纤芯直径较标准光纤更大的特种光纤。这类光纤专为承载更高功率而设计，即使激光源能量较低，也能在特定应用中实现更优性能。

其纤芯直径通常为数十微米至数毫米不等。由于光束直径通常大于光纤自身直径，因此需通过专用透镜聚焦才能适配光纤较小的输入孔径。

针对10-100瓦功率范围的场景，通常推荐采用专业大功率连接器。大功率SMA（超小型A版）连接器专为大功率光纤传输设计。该设计能在提升功率负载的同时保持性能稳定，避免光纤或连接器出现劣化损伤。独立式大功率SMA连接器凭借金属件与玻璃间独特的空气间隙结构，能更有效处理热传导问题。这能有效防止金属因高温烧蚀而附着到光纤上造成灼伤，同时避免机械粘合剂或聚合材料受热熔化。

光纤技术通过密闭导管传输光线，从而保护终端用户免受光线直射或眼睛接触的风险。

图片来源：原创

4.光纤束

虽然大芯径标准跳线足以满足多数高功率激光应用，但某些场景需要光源与光纤束具备更大的有效辐照面积。光纤束由众多纤细柔韧的玻璃或塑料光纤组成，集合体可实现远距离光信号传输且损耗极低。

其制造工艺采用高温熔合数百根微径单纤。高温环境下光纤轻微熔融并牢固结合，同时保持独立光传导特性。熔合后的光纤束形成整体粗缆，既可作为单一组件使用，又保留了原始单纤的独立光路结构。

通过多根光纤的组合，光纤束能传输比单根光纤更多的数据或能量。多纤结构可有效防止损伤并优化散热管理。光纤束具备更强的耐用性和柔韧性，适用于单根光纤易受损的复杂应用场景。更大直径的光纤可形成更宽光束，使能量分布更分散，从而降低损伤风险。

熔接端面可实现光纤间的平滑连续过渡，显著减少光损耗和反射。这对激光器等高精度应用尤为重要，确保信号完整性至关重要。

5.紫外光传输

通过多级光学转换设计，OPO激光器可产生低至190纳米的波长。然而，由于长期暴露于紫外线或其他辐射，光纤可能发生日光化（即光漂白）现象。日光化会导致光吸收率逐渐升高，进而降低光纤性能。

在通常指代210纳米以下波长的深紫外波段，日光化效应尤为显著。为减轻紫外线影响，光纤供应商可采用特殊化学处理工艺和独特光学材料，防止深紫外波段的光吸收和紫外线损伤。

当今高功率激光器需要高效安全的传输方案，光纤已成为首选解决方案。成功关键在于选择合适的光纤材料，并根据具体应用需求定制解决方案，从而避免损伤并优化性能。借助先进光纤技术，OEM厂商可实现精准对准、增强灵活性和可靠性能，使高功率激光器在广泛应用中更具实用性和高效性。

图片来源：OPOTEK

文章来源：原创

若涉及侵权，请立刻联系删除