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了解光纖激光器的工作原理

更新時間:2025-12-26點擊次數(shù):328
  光纖激光器是一種以摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質的激光器,通過受激輻射過程在光纖內部產生高質量的激光束。
  工作原理:
  增益介質:核心為摻雜稀土元素的光纖,稀土離子作為激活粒子。
  泵浦過程:采用高功率半導體激光器(LD)作為泵浦源,通過端面泵浦或側面泵浦方式,將泵浦光耦合進摻雜光纖。稀土離子吸收泵浦光能量后,從基態(tài)躍遷至高能級,實現(xiàn)粒子數(shù)反轉。
  諧振腔結構:通常由光纖光柵構成,無需額外光學鏡片,形成全光纖諧振腔。
  激光輸出:反轉后的粒子躍遷回低能級時釋放光子,經(jīng)諧振腔多次放大振蕩,然后輸出高相干性、窄線寬的激光,可通過光纖直接傳輸或經(jīng)準直鏡輸出。
  光纖激光器的特點:
  光束質量好:約為固體塊狀激光器的1000倍,散熱能力強,中低功率下無需特殊冷卻,高功率下采用水冷散熱可避免熱效應引起的光束質量下降。
  結構緊湊,可靠性高:采用細小而柔軟的光纖作為增益介質,有利于壓縮體積、節(jié)約成本。泵浦源采用體積小、易于模塊化的半導體激光器,商業(yè)化產品可帶尾纖輸出,結合光纖化器件實現(xiàn)全光纖化,對環(huán)境擾動免疫能力高,穩(wěn)定性強。
  轉換效率高:玻璃材料具有極低的體積面積比,散熱快、損耗低,轉換效率較高,激光閾值低。
  調諧范圍寬:通過摻雜不同稀土離子或采用特殊技術,可實現(xiàn)寬波長范圍的激光輸出。
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