光纖激光器作為激光器增益介質(zhì)注意事項(xiàng)

 

　　由于光纖可以纏繞一起，光纖中傳播的光可以很好的與環(huán)境隔離（例如，防塵），光纖激光器尺寸很小且裝置很堅(jiān)固，前提是整個(gè)激光器諧振腔只由光纖元件組成，例如光纖布拉格光柵和光纖耦合器（即，避免自由空間光學(xué)和對(duì)準(zhǔn)的要求）。

 

　　由于玻璃中激光器躍遷有很強(qiáng)的展寬，因?yàn)楣饫w增益介質(zhì)具有很大的增益帶寬，因此可以實(shí)現(xiàn)很大范圍的波長(zhǎng)調(diào)諧和產(chǎn)生超短脈沖。并且，光纖激光器很寬的光譜區(qū)域可以很好的進(jìn)行泵浦吸收，因此對(duì)泵浦波長(zhǎng)的要求不高，因此不需要對(duì)泵浦二極管進(jìn)行溫度穩(wěn)定。

 

　　采用單模光纖很容易得到衍射極限光束質(zhì)量，有些模式少的多模光纖也可以。

 

　　由于摻雜光纖很高的增益效率，光纖激光器可以在很小泵浦功率下工作。并且可以得到很高的功率效率。

 

　　近些年來(lái)，提出了一些得到非常高輸出功率的可能性方案（采用雙包層光纖可以達(dá)到幾千瓦）。

 

　　同樣由于導(dǎo)波特性，高泵浦強(qiáng)度光可以作用于很長(zhǎng)的光纖，光纖激光器可以工作在不易發(fā)生的激光器躍遷處（例如，上轉(zhuǎn)換激光器）。

 

　　但是，光纖激光器也存在下列問(wèn)題：

 

　　當(dāng)泵浦光從自由空間進(jìn)入單模纖芯中時(shí)，需要嚴(yán)格的對(duì)準(zhǔn)。采用光纖耦合泵浦二極管可以消除這一問(wèn)題。

 

　　大多數(shù)光纖具有很復(fù)雜的隨溫度的偏振演化，除非采用保偏光纖或者法拉第旋轉(zhuǎn)器。但是，這一效應(yīng)大小不能與非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模相比。

 

　　非線性效應(yīng)通常會(huì)制約激光器的性能，例如，限制單頻工作能得到的輸出功率或者鎖模激光器的脈沖質(zhì)量。例如，凱利邊帶是非常常見(jiàn)的，但是鎖模體激光器幾乎不存在該效應(yīng)。

 

　　在高功率時(shí)，即使在小于材料的損傷閾值時(shí)也會(huì)面臨損傷的危險(xiǎn)（參閱光纖熔化）。

 

　　光纖具有有限的單位長(zhǎng)度的增益和單位長(zhǎng)度的泵浦吸收，因此很難實(shí)現(xiàn)很短的諧振腔，用于單頻激光器或者或千兆赫鎖模激光器。但是，目前在很高摻雜光纖方向上有了很大的進(jìn)步，通常采用磷酸鹽玻璃。

 

　　需要注意的是，設(shè)計(jì)光纖激光器比體激光器更難。這是多個(gè)原因產(chǎn)生的結(jié)果，包括高光強(qiáng)時(shí)強(qiáng)的飽和效應(yīng)，幾乎所有光纖激光器躍遷都是準(zhǔn)三能級(jí)，以及鎖模光纖激光器中復(fù)雜的脈沖產(chǎn)生機(jī)制。因此，激光器發(fā)展項(xiàng)目耗資巨大。

 

　　在詞條光纖激光器和體激光器中，比較了光纖和體激光器的優(yōu)缺點(diǎn)。在詞條激光器功率縮放中，包含了一些高功率光纖裝置的想法。