光纤激光器泵浦976nm EEL为何市占率超 915nm成为主流方案

来源:柠檬光子LEMON Photonics 2026-07-16

光纤激光器内部有一个核心能量转换部件:掺镱光纤。泵浦源发出的泵浦光进入掺镱光纤,通过镱离子的能级跃迁将能量转移给信号光,实现功率放大。

掺镱光纤在 915nm976nm 两个波段附近存在吸收峰。两者的吸收特性差异,构成了泵浦路线选择的物理基础。吸收系数更高意味着在相同光纤长度下,泵浦光被吸收得更充分,或者可以用更短的光纤达到相同的吸收量。这在工程上直接关系到光纤长度选择和非线性效应抑制。

image.png

有源光纤长度
由于 976nm 吸收系数是 915nm 的 2-3 倍,达到同等吸收量所需的掺镱光纤长度可以显著缩短。掺镱光纤属于特种光纤,单位长度成本较高,缩短光纤长度直接降低了材料成本。据行业工程数据,976nm 方案相比 915nm 方案可节约 约 40% 的掺镱光纤用量

为什么 915nm 曾是主流?

既然 976nm 在效率和成本上优势明显,此前行业为何长期以 915nm 为主流?核心原因在于 976nm 吸收谱太窄

掺镱光纤在 976nm 处的吸收峰半高宽仅有数纳米,而半导体激光器的输出波长会随温度变化发生漂移。早期泵浦芯片的波长温度漂移系数约为 0.3 nm/℃,当工作环境温度变化 5-10℃ 时,泵浦波长就可能漂出吸收峰,导致吸收效率急剧下降,整机输出功率大幅波动。

相比之下,915nm 吸收谱宽达 30-40 nm,泵浦波长漂移对吸收效率的影响微乎其微。在工业现场(如夏季车间温度可达 40℃ 以上)且温控技术尚不成熟的时期,牺牲部分效率换取整机稳定性,是工程上务实的选择。

image.png

976nm 的工程化路径

而今,制约 976nm 工程应用的温控问题早已通过技术手段得到有效解决。

波长锁定技术
在泵浦芯片的输出端集成布拉格光栅(FBG)等波长选择元件,将泵浦波长锁定在 976nm 附近。即使芯片结温发生变化,输出波长也被限制在锁定值附近,不会自由漂移。

低温漂芯片设计
新一代泵浦芯片的波长温度漂移系数已降至约 0.07 nm/℃。相比早期产品,同等温度变化下的波长漂移幅度大幅缩小,对温控精度的要求从"苛刻"降至"常规"。

这两项技术的成熟使得 976nm 泵源在保持高效率的同时,整机稳定性已达到工业应用标准。行业数据也印证了这一趋势:2025 年 976nm 泵源在光纤激光器市场的占有率已达到 52%,首次超过 915nm 路线。

高功率场景下的补充:混合泵浦方案

976nm 并非在所有功率段和所有应用场景中都具备完全的替代优势。在万瓦级(10 kW 以上)高功率光纤激光器中,全 976nm 泵浦方案可能面临两项物理限制:受激拉曼散射(SRS):信号光功率密度过高时,能量向长波长方向转移,导致信号光损耗和光束质量退化;热致模式不稳定(TMI):增益光纤中的热效应导致横向模式耦合,光束质量恶化。

在这类超高端应用中,业界发展出混合泵浦架构前级放大段采用 915nm 泵浦:利用其宽谱吸收特性,稳定地提供基础增益;主放大段采用 976nm 泵浦:利用其高吸收系数实现高效功率提取。这种方案兼取两者之长,在稳定性与效率之间取得更优平衡。

image.png

从 915nm 到 976nm 的泵浦路线迁移,本质上是工程上对效率和稳定性这对矛盾点的持续优化过程。早期受限于温控技术,915nm 以宽谱稳定性占优;随着波长锁定和低温漂芯片技术的成熟,976nm 的高吸收系数优势得以充分发挥,效率提升带来的降本效应推动其在市场中占据主导。

技术的演进方向始终明确:在满足工业应用稳定性的前提下,追求更高的转换效率和更低的综合成本。 976nm 路线的普及正是这一逻辑的具体体现。

推荐产品