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文档简介

16.1光纤激光器的工作原理

16.2光纤激光器的类型

16.1.1光纤激光器的激光过程

图16.1是光纤激光器原理图。16.1光纤激光器的工作原理

图16.1光纤激光器原理图光纤激光器的谐振腔通常多是在光纤两端面抛光后镀膜而构成的。光纤腔内振荡模的振荡频率υnmq由下式给出：

(16-1)16.1.2光纤激光器的谐振腔

1.F-P光纤谐振腔

图16.1所示是“F-P”腔构型的环形光纤谐振腔。通常反射面M1和M2直接镀在光纤两个端面上。

2.环形光纤谐振腔

图16.2(a)所示为环形光纤谐振腔。由光纤定向耦合器构成。将耦合器的两个臂(即图中的3，4)连接起来形成光的环形传输回路。图(b)是等效光路。图16.2环形光纤谐振腔

3.环路反射器光纤谐振腔

图16.3(a)所示是环路反射器和它的等效光路。如果输入光纤功率为Pi，耦合比为k，在不计耦合损耗时透射光功率Pt和反射光功率Pr则分别为

Pt=(1-2k)2PiPr=4k(1-k)Pi(16-2)图16.3环形反射器光纤谐振腔

4.Fox-Smith光纤谐振腔

图16.4(a)所示为Fox-Smith谐振腔。它是由光纤端面的介质镜和光纤定向耦合器组合成的复合谐振腔。其中1与3构成“子腔”，相当于“F-P”腔，然后再与4构成复合腔。图(b)

是复合腔的等效光路。由于复合腔具有控制纵模的作用，因此这种谐振腔可获得窄带宽的激光输出。图16.4Fox-Smith光纤谐振腔16.2.1掺稀土元素光纤激光器

掺稀土类元素光纤激光器的光纤基质材料是玻璃，主要有硅玻璃和氟化物玻璃。16.2光纤激光器的类型16.2.2单晶光纤激光器

单晶光纤激光器的工作物质是单晶光纤。这种激光器的激光过程是：当泵浦光通过单晶光纤时,掺入基质内的离子受泵浦后,能级之间实现“粒子数反转”产生能级跃迁,在能级之间产生光放大。当泵浦光的激发超过一定阈值时,便产生激光输出。16.2.3塑料光纤激光器

塑料光纤激光器的工作物质是在塑料光纤的芯部或包层内充入激光染料。输出的激光波长与原来的染料激光器的振荡波长相同。例如把POPOP激光染料充入聚苯乙烯做芯(n=1.6)、用聚异丁烯酸甲醋(n=1.48)做包层的塑料光纤中而制成的激光工作物质，采用N2分子激光(337.1nm)泵浦，能获得在410~440nm波长范围内调谐的激光振荡。16.2.4光纤喇曼激光器

这是利用光纤内的非线性光学效应而制成的激光器。目前主要有基于激光在光纤内产生受激喇曼散射的光纤喇曼激光器和基于激光在光纤内产生的受激布里渊散射的光纤布里渊激光器。对于单模光纤，产生受激喇曼散射的泵浦阈值功率为

(16-3)

式中，A是光纤芯有效截面积；GR是峰值喇曼增益；L是光纤的有效长度，L=(1-e-αl)/α，l是光纤实际长度，α

为光纤线性

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