光纖激光器的基本原理與分類及其關(guān)鍵技術(shù)的介紹

　　自從光纖激光器問世后，高功率光纖激光器成為激光領(lǐng)域最為活躍的研究方向之一。隨著新型泵浦技術(shù)的采用和大功率半導(dǎo)體激光器制造工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展成熟，光纖激光器得到了飛速發(fā)展。與傳統(tǒng)的固體激光器相比，高功率光纖激光器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、閾值低、散熱性能好、轉(zhuǎn)換效率高、光束質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。目前，受到廣大科研工作和產(chǎn)業(yè)界專家們的極大關(guān)注。

　　1、基本原理

　　光纖激光的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。光纖激光器可以用光纖光柵來作為腔鏡，從而實(shí)現(xiàn)全光纖結(jié)構(gòu)。泵浦光從左邊腔鏡耦合進(jìn)入增益光纖，泵浦光在包層內(nèi)多次反射穿過摻雜纖芯，光纖具有足夠的長度和摻雜離子的濃度等參數(shù)選擇恰當(dāng)，這樣摻雜離子就能充分吸收泵浦光了。光纖激光器是一個(gè)波導(dǎo)型的諧振腔裝置，光波的傳輸由光纖所擔(dān)負(fù)，這種結(jié)構(gòu)實(shí)際上就是Fabry-Perot諧振腔結(jié)構(gòu)。光纖激光器實(shí)際上是一個(gè)波長轉(zhuǎn)換器。在泵浦波長上光子被介質(zhì)吸收，形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，最后在摻雜光纖介質(zhì)中產(chǎn)生受激發(fā)射和輸出激光。

　　圖1 光纖激光器基本結(jié)構(gòu)示意圖

　　2、分類

　　按增益介質(zhì)的不同，光纖激光器可以分為摻雜光纖激光器和受激散射光纖激光器兩大類。摻雜激光器的增益介質(zhì)主要是稀土光纖，激光產(chǎn)生機(jī)制是受激輻射。受激散射光纖激光器的發(fā)光機(jī)制是非線性效應(yīng)，主要是受激拉曼散射和受激布里淵散射。

　　圖2 光纖激光器結(jié)構(gòu)示意圖（a）線形腔 （b）環(huán)形腔