光纤激光器的原理

发布时间:2021-07-12 21:05:12 作者:乐鱼赛事 来源:乐鱼体育进入

产品概述


 

  给光波技能领域带来了革命性的改变。由于任何光扩大器都可经过恰当的反应机制构成激光器,因此光纤激光器可在光纤扩大器的基础上开发。现在开发研发的光纤激光器首要选用掺稀土元素的光纤作为增益介质。由于光纤激光器中光纤纤芯很细,在泵浦光的效果下光纤内极易构成高功率密度,构成激光作业物质的激光能级“粒子数回转”。因此,当恰当加进正反应回路(构成谐振腔)便可构成激光振动。别的由于光纤基质具有很宽的荧光谱,因此,光纤激光器一般都可做成可调谐的,十分适合于WDM体系运用。

  和半导体激光器比较,光纤激光器的优越性首要体现在:光纤激光器是波导式结构,可容强泵浦,具有高增益、转化功率高、阈值低、输出光束质量好、线宽窄、结构简略、可靠性高级特性,易于完成和光纤的耦合。

  以稀土掺杂光纤激光器为例,掺有稀土离子的光纤芯作为增益介质,掺杂光纤固定在两个反射镜构成谐振腔。当泵浦半导体激光经过光纤时,光纤中的稀土离子吸收泵浦光,其电子被鼓励到较高的激光能级上,完成了粒子回转,回转后的粒子以辐射方法从高能级转移到基态,输出激光。

  由于光纤激光器选用的作业介质具有光纤的方法,其特性要遭到光纤渡导性质的影响。进入到光纤中的泵浦光一般具有多个形式,而信号光电或许具有多个形式,不同的泵浦形式对不同的信号形式发生不同的影响,使得光纤激光器和扩大器的剖析比较复杂,在许多情况下难以得到解析解,不得不借助于数值核算。光纤中的掺杂散布对光纤激光器也发生很大的影响,为了使介质具有增益特性,将作业离子(即杂质)掺杂进光纤。一般情况下,作业离子在纤芯中均匀散布。但不同形式的泵浦光在光纤中的散布对错均匀的。因此,为了进步泵浦功率,应该尽量使离子散布和泵浦能量的散布相重合。在对光纤激光器进行剖析时,除了根据前面评论的激光器的一般原理,还要考虑其本身特色,引进不同的模型和选用特别的剖析办法,以到达最好的剖析效果。

  和传统的固体、气体激光器相同,光纤激光器也是由泵浦源、增益介质、谐振腔三个基本要素组成。泵浦源一般选用高功率半导体激光器,增益介质为稀土掺杂光纤或一般非线性光纤,谐振腔可以由光纤光栅等光学反应元件构成各种直线型谐振腔,也可以用耦合器构成各种环形谐振腔。泵浦光经恰当的光学体系耦合进入增益光纤,增益光纤在吸收泵浦光后构成粒子数回转或非线性增益并发生自发发射。所发生的自发发射光饱尝激扩大和谐振腔的选模效果后,终究构成安稳激光输出。

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