光纤激光器作为激光器增益介质注意事项

　　光纤激光器作为激光器增益介质注意事项

 

　　由于光纤可以缠绕一起，光纤中传播的光可以很好的与环境隔离（例如，防尘），光纤激光器尺寸很小且装置很坚固，前提是整个激光器谐振腔只由光纤元件组成，例如光纤布拉格光栅和光纤耦合器（即，避免自由空间光学和对准的要求）。

 

　　由于玻璃中激光器跃迁有很强的展宽，因为光纤增益介质具有很大的增益带宽，因此可以实现很大范围的波长调谐和产生超短脉冲。并且，光纤激光器很宽的光谱区域可以很好的进行泵浦吸收，因此对泵浦波长的要求不高，因此不需要对泵浦二极管进行温度稳定。

 

　　采用单模光纤很容易得到衍射极限光束质量，有些模式少的多模光纤也可以。

 

　　由于掺杂光纤很高的增益效率，光纤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。

 

　　近些年来，提出了一些得到非常高输出功率的可能性方案（采用双包层光纤可以达到几千瓦）。

 

　　同样由于导波特性，高泵浦强度光可以作用于很长的光纤，光纤激光器可以工作在不易发生的激光器跃迁处（例如，上转换激光器）。

 

　　但是，光纤激光器也存在下列问题：

 

　　当泵浦光从自由空间进入单模纤芯中时，需要严格的对准。采用光纤耦合泵浦二极管可以消除这一问题。

 

　　大多数光纤具有很复杂的随温度的偏振演化，除非采用保偏光纤或者法拉第旋转器。但是，这一效应大小不能与非线性偏振旋转锁模相比。

 

　　非线性效应通常会制约激光器的性能，例如，限制单频工作能得到的输出功率或者锁模激光器的脉冲质量。例如，凯利边带是非常常见的，但是锁模体激光器几乎不存在该效应。

 

　　在高功率时，即使在小于材料的损伤阈值时也会面临损伤的危险（参阅光纤熔化）。

 

　　光纤具有有限的单位长度的增益和单位长度的泵浦吸收，因此很难实现很短的谐振腔，用于单频激光器或者或千兆赫锁模激光器。但是，目前在很高掺杂光纤方向上有了很大的进步，通常采用磷酸盐玻璃。

 

　　需要注意的是，设计光纤激光器比体激光器更难。这是多个原因产生的结果，包括高光强时强的饱和效应，几乎所有光纤激光器跃迁都是准三能级，以及锁模光纤激光器中复杂的脉冲产生机制。因此，激光器发展项目耗资巨大。

 

　　在词条光纤激光器和体激光器中，比较了光纤和体激光器的优缺点。在词条激光器功率缩放中，包含了一些高功率光纤装置的想法。