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光纖激光器工作原理及特點(diǎn)
閱讀：2021 發(fā)布時(shí)間：2021-9-23光纖激光器是以光纖作為工作物質(zhì)的極有發(fā)展?jié)摿Φ闹屑t外波段激光器，按其發(fā)射機(jī)理可以分為稀土摻雜光纖激光器，光纖非線性效應(yīng)激光器、單品光纖激光器，光纖孤子激光器等，其中稀土摻雜光纖激光器已很成熟，如摻鉺光纖放大器已廣泛應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)。高功率光纖激光器主要用于軍事，激光加工、激光醫(yī)療等領(lǐng)域。
光纖激光器的特點(diǎn)
1、光纖激光器在低泵浦容易實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
2、光纖激光器為圓柱形結(jié)構(gòu)，容易與光纖耦合，實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用。
3、光纖激光器的輻射波長由基質(zhì)材料的稀土摻雜劑決定，不受泵浦光波長的控制，因此可以利用與稀土離子吸收光譜相應(yīng)的短波長激光二極管作為泵浦源，得到中紅外波段的激光輸出。
4、光纖激光器與目前的光纖器件，如調(diào)制器、耦合器，偏振器等相容，故可制成全光纖系統(tǒng)。
5、光纖激光器結(jié)構(gòu)簡單，體積小巧，操作和維護(hù)動(dòng)行簡單可靠，不需要像半導(dǎo)體激光泵浦固體激光器系統(tǒng)中的水冷結(jié)構(gòu)等的復(fù)雜設(shè)備。
6、與燈泵浦激光器相比，光纖激光器消耗的電能僅約為燈泵浦激光器系統(tǒng)的1%，而效率則是半導(dǎo)體激光泵浦固體Nd:YAG激光的2倍以上。
7、因?yàn)楣饫w只能傳輸基本的空間模式，所以光纖激光器的光束質(zhì)量不受激光功率運(yùn)作的影響，尤其是高功率雙包層光纖激光器具有輸出功率高、散熱面積大、光束質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，輸出的激光具有接近衍射極射極限的光束質(zhì)量。
2、光纖激光器的工作原理
以稀土摻雜光纖激光器為例，摻有稀土離子的光纖芯作為增益介質(zhì)，摻雜光纖固定在兩個(gè)反射鏡構(gòu)成諧振腔。當(dāng)泵浦半導(dǎo)體激光通過光纖時(shí)，光纖中的稀土離子吸收泵浦光，其電子被激勵(lì)到較高的激光能級(jí)上，實(shí)現(xiàn)了粒子反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)后的粒子以輻射形式從高能級(jí)轉(zhuǎn)移到基態(tài)，輸出激光。