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光纤激光器的最新进展及未来发展

2013-05-20 09:39
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  OFweek激光网——光纤激光器具有结构紧凑、坚固耐用、不易失准和易于热管理等优点,通常由激光二极管(LD)泵浦,所用光学元件一般为光纤组件,以光纤熔接的方式耦合。泵浦源可以是单根二极管、一个阵列或者许多分离的二极管,通过光纤输出头和耦合器相连接。掺杂光纤使用光纤内部刻写的光纤布拉格光栅作为腔镜。

  双包层结构

  光纤激光器中光纤一般为双包层结构,如图1所示。未掺杂的内包层选择并传输泵浦光。在纤芯中产生受激辐射。通过泵浦,掺杂了稀土元素的纤芯受激产生激光。非圆柱的内包层结构有六角形、D型、矩形等,降低了泵浦光不向纤芯传播的几率。

  光纤激光可以端面泵浦或者侧面泵浦,如图2所示。端面泵浦是一束或多束泵浦光耦合到光纤端面中去。侧面泵浦是泵浦光耦合到光纤的一侧,通过耦合器耦合到光纤的内包层中。

  泵浦耦合的重点在于将泵浦光耦合进入内包层,使它与光纤的吸收相匹配,进入纤芯产生粒子束反转,获得纤芯内的受激辐射。基于光纤内的掺杂以及光纤长度,纤芯具有不同的增益。这是设计所需要的泵浦结构所需要考虑的问题。

  单模光纤中会存在功率限制。单模光纤纤芯具有很小的横截面积,结果可以通过高强度光。在高功率密度时,非线性布里渊散射将变得非常严重,限制kW量级输出功率。如果输出足够高,那么光纤端面将受到损坏。

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