近日，上海光機所四項科研成果榮獲2022年度上海市科學技術獎一等獎，其中“萬瓦級摻鐿大模場光纖關鍵制備技術及應用”項目榮獲上海市技術發明一等獎。

摻鐿大模場光纖是高功率光纖激光器的核心元件，其作用是實現激光產生和功率放大，在先進制造、國防等領域有重要應用。高性能摻鐿大模場光纖被列入國家戰略性先進電子材料，其制備技術和產品是制約我國高功率光纖激光器發展的關鍵元器件。

該項目聚焦萬瓦級摻鐿大模場光纖需同時滿足激光效率、功率穩定性以及長期可靠性的難點問題，取得以下主要技術發明：發明了鐿和多種共摻元素均勻摻雜的纖芯玻璃制備技術。首次揭示了熱歷史對摻鐿光纖模式特性的影響機理，建立了纖芯組分與折射率、光譜性質、結構及色心等的準確對應關系。確立了萬瓦級摻鐿大模場光纖的纖芯波導結構設計。發明了高分散、低色心缺陷、纖芯波導精準調控的光纖制備技術。研制成功纖芯數值孔徑≦0.06、抗暗化的Yb/Al/P/F摻鐿大模場光纖，實現了效率≧84%的單模穩定激光輸出。批量應用于窄線寬激光器，達到國際先進水平。發明了低損耗摻鐿大模場三包層光纖制備技術。創新引入了高摻氟石英玻璃包層，避免了泵浦光和有機圖層直接作用，解決了摻鐿光纖萬瓦級功率輸出的長期可靠性難題。獨創單模塊1.2萬瓦摻鐿三包層光纖產品，代表了國內工業應用的最高水平。

摻鐿大模場光纖預制棒及光纖

基于以上發明，攻克了萬瓦級摻鐿大模場光纖的制備關鍵技術。獲授權發明專利12項，制定2個產品規范。批量研制的光纖產品近三年新增銷售額1.40億元。已實現三十余臺極窄線寬激光器和空間環境高功率光纖激光器的裝機應用。在工業領域裝機近萬臺萬瓦級光纖激光器。，滿足了我國相關領域對高端激光光纖的戰略亟需。

批量研制的摻鐿大模場光纖產品

本文來源：上海光機所

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