光纤激光器简介

光纤激光器简介二、光纤激光器的结构和类型光纤激光器的结构要产生激光，必须具备工作介质、泵浦源和谐振腔这三个基本条件。光纤激光器一般是采用掺杂光纤作为工作介质，以光纤光栅、光纤环形镜或光纤端面等作为反射镜来构成反馈腔。光纤激光器普遍采用光泵浦，泵浦被耦合进光纤，由于光纤纤芯很细，在泵浦光的作用下光纤内容易形成高功率密度，造成激光工作介质的能级上“粒子数反转”，再加上合适的反馈装置构成谐振腔，就能够产生激光振荡。泵浦方式小功率LD端面泵浦.。采用一定的耦合系统将泵浦光会聚到较小的激光介质表面,可以实现激光器表面处的高泵浦功率密度,实现对激光介质的高效泵浦.这种小功率激光器的单模纤芯直径只有 9um，它只能采用端面泵浦，无法承受太高的功率密度。同时单模纤芯对 LD的模式提出了严格的要求，只有单模光才可以耦合进纤芯进行有效泵浦，但是大功率单模 LD今无法实现，该种结构一直局限于光通信领域。高功率泵浦.其中一个典型的结构及时采用杈纤进行侧面泵浦 ,其构如图谐振腔结构线形腔DBRDBR作为反射镜，将其置于掺杂光纤的两端，构成线形激光谐振腔来增强模式选择。DFB光纤激光器. 是利用直接在稀土掺杂光纤写入的光栅来构成振腔的。环形腔光纤环形谐振腔的结构如图..增益介质现在大部分的光线激光器都采用掺杂光纤作为增益介质。目前 ,比较成熟的有源光纤中掺入的稀土离子有 Er3+、Nd3+、Yb3+。掺铒光纤在1.55um波长具有很高的增益，对应低损耗第三通信窗口，由于其潜在的应用价值，掺铒光纤激光器发展十分迅速。掺镱光纤激光器是 1.0-1.2um波长的通用源，Yb3+具有相当宽的吸收带（800-1064nm）以及相当宽的发带（970-1200nm），故泵浦源的选择非常广泛且泵浦源和激光都没有受激态吸收。光纤激光器的类型按照光纤材料的种类，光纤激光器可分为：纤激光器和Nd3+:YAG单晶光纤激光器等。布里渊散射光纤激光器。土类元素离子使之激活，而制成光纤激光器。塑料光纤激光器。向塑料光纤芯部或包层内掺入激光染料而制成光纤激光器。按照光纤结构的种类，光纤激光器可分为：单包层光纤激光器双包层光纤激光器双包层光纤由纤芯、内包层、外包层、保护层四部分组成。纤芯由掺稀土元素的SiO2组成，是激光振荡的通道，对相关波长为单模；内包层由横向尺寸和数值孔径比纤芯大得多，折射率比纤芯小的 SiO2组成，是泵光的通道，对泵浦光波长为多模；外包层由折射率比内包层小的材料构成；保护层由硬塑料包围，起保护光纤的作用单包层光纤激光器双包层光纤激光器按照激光输出的时域特性，光纤激光器可分为：连续激光器脉冲激光器Q开关是调Q光纤激光器的核心器件,根据调Q激光器的基本原理,用Q开关时,有激光关键因素必须考虑:一是开关在高损状态和低损状态的消光比.二是开关时间应该尽可能短.三是Q开关的插入损耗要尽量小,以获得高峰值功率、高脉冲能量的输出。目前使用广泛的 Q开关主要分为非光纤型和全光纤型，非光纤型Q开关包括声光Q开关、电光Q开关、可饱和吸收体等，全光纤型Q开关包括Sagnac环调Q、周期可调的光纤光栅调Q、光纤型可饱和吸收体调Q等。种子脉冲主振荡放大(MOPA)的单脉冲能量较高、平均输出功率较大、调谐范围广、光束质量好，是一种比较理想的脉冲输出激光器。通常由锁模激光器或调 Q激光器得到，大增益介质为掺稀土双包层光纤。光纤中超短脉冲的放受可提取能量限制，可提取能量又由饱和能量阈值、信号增益和激励介质的面积决定。为尽可能地提高功率，必须解决光线中非线性效应对光纤长度的限制和使泵浦光光纤激光器性能基本参数光学性能光学性能包括以下参数：操作模式、偏振态、最大的平均输出功率、脉冲重复频率、脉冲能量、中心发射波长、激射带宽、脉冲宽度、调节范围、指示激光波长光束输出和隔离器特性光束输出特性包括如下