光纤激光器的关键技术

　　光纤激光器的关键技术

 

　　光纤激光器（Fiber Laser）是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来：在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，当适当加入正反馈回路（构成谐振腔）便可形成激光振荡输出。

 

　　光纤激光器的关键技术

 

　　①特种光纤技术

 

　　全光纤激光器需要使用双包层有源光纤、双包层光敏光纤、能量传输光纤等多种特种光纤，随着输出功率的不断提高，对特种光纤的技术要求也越来越高，因此，特种光纤的发展将在光纤激光器的发展中扮演重要的角色。以光子晶体光纤为代表的新一代特种光纤会在光纤激光器的发展中逐步得到应用。特种光纤的发展，将使有源光纤的增益更高、承受的功率密度更大、对泵浦光的吸收更有效；将使光栅的制作更容易、光栅的稳定性更好、使光栅在光纤激光器中的用途更广泛；将使能量传输光纤能够传输更高的功率，能够将高功率激光传送更远的距离，能够传输的波长范围不断拓展；将使泵浦耦合更加容易实现，能承受的泵浦功率更高，损耗更小。

 

　　②包层泵浦耦合技术

 

　　全光纤激光器的包层泵浦耦合技术对决定光纤激光器性能和水平具有不可估量的作用。用于大功率全光纤激光器的光纤泵浦耦合器件和光纤功率合成器件，均在很高的功率条件下使用，其耦合必须很高，损耗必须很小，承受的功率必须很大，并且，输入光的路数还需要尽可能的多。在如此众多的极限条件要求下，制作优质的泵浦耦合器件和功率合成器件具有很高的难度，不过，实现的方式也多种多样，这是一项富有挑战性的技术。从大功率光纤激光器的发展趋势来看，还要求泵浦耦合器件在将泵浦光耦合到内包层的同时，尽量不影响和损害双包层光纤的纤芯，因此只有这样才能在不影响信号激光的产生和传输的情况下实现级联泵浦，实现超大功率的输出。发展对纤芯影响最小的泵浦耦合技术室泵浦耦合器件的发展方向。对于光线功率合成器件，所追求的目标就是不断提高合成的光功率。

 

　　③光纤光栅技术

 

　　光纤光栅在全光纤激光器中，目前的作用是反射纤芯的信号激光器形成谐振腔，不过，随着光纤激光器技术的进一步发展，光纤光栅激光器中会有新的用途，从而对光纤光栅的制作技术提出新的挑战，其中值得关注的方向之一，是在大芯径多模光纤上制作高质量的光纤光栅。