光纤激光器的原理

光纤激光器的原理

光纤激光器是一种使用掺杂光纤（增益介质）作为激光腔的激光器。其工作原理基于受激发射的原理，涉及以下步骤：

1. 泵浦：

• 高功率激光或灯源（泵浦源）发出泵浦光。
• 泵浦光被耦合到掺杂光纤中。
• 泵浦光激发掺杂离子（例如掺杂铒或掺杂掺杂镱）进入激发态。

2. 受激发射：

• 泵浦到激发态的掺杂离子自发辐射，产生激射光。
• 激射光在光纤中传播，通过反射镜或光纤布拉格光栅（FBG）形成谐振腔。
• 谐振腔内的光多次通过增益介质，从而发生受激发射，产生高功率、相干的光。

3. 输出：

• 输出耦合器或出射光纤将光从谐振腔输出。
• 输出光经过放大和整形，产生具有所需特征（波长、功率、模式）的激光束。

光纤激光器的主要优点：

• 高效率：由于光纤的低损耗，光纤激光器具有高泵浦光利用率。
• 紧凑性：光纤作为增益介质和谐振腔，使光纤激光器具有紧凑的设计。
• 可扩展性：光纤长度和掺杂浓度可定制，以产生不同功率水平的光纤激光器。
• 光束质量好：光纤中的光传播通过光纤模式过滤，产生高质量的光束。
• 可靠性：光纤激光器使用固态激光介质，具有较长的使用寿命和较高的可靠性。

应用：

光纤激光器广泛用于各种应用，包括：

• 材料加工（切割、焊接、钻孔）
• 医疗（手术、激光治疗）
• 电信（光通信、光纤传感）
• 科研（光谱学、显微术）
• 军用（激光制导武器、激光雷达）