光纤激光器工作原理及特点

光纤激光器是以光纤作为工作物质的极有发展潜力的中红外波段激光器，按其发射机理可以分为稀土掺杂光纤激光器，光纤非线性效应激光器、单品光纤激光器，光纤孤子激光器等，其中稀土掺杂光纤激光器已很成熟，如掺铒光纤放大器已广泛应用于光纤通信系统。高功率光纤激光器主要用于军事，激光加工、激光医疗等领域。

光纤激光器的特点

1、光纤激光器在低泵浦容易实现连续运转。

2、光纤激光器为圆柱形结构，容易与光纤耦合，实现各种应用。

3、光纤激光器的辐射波长由基质材料的稀土掺杂剂决定，不受泵浦光波长的控制，因此可以利用与稀土离子吸收光谱相应的短波长激光二极管作为泵浦源，得到中红外波段的激光输出。

4、光纤激光器与目前的光纤器件，如调制器、耦合器，偏振器等相容，故可制成全光纤系统。

5、光纤激光器结构简单，体积小巧，操作和维护动行简单可靠，不需要像半导体激光泵浦固体激光器系统中的水冷结构等的复杂设备。

6、与灯泵浦激光器相比，光纤激光器消耗的电能仅约为灯泵浦激光器系统的1%，而效率则是半导体激光泵浦固体Nd:YAG激光的2倍以上。

7、因为光纤只能传输基本的空间模式，所以光纤激光器的光束质量不受激光功率运作的影响，尤其是高功率双包层光纤激光器具有输出功率高、散热面积大、光束质量好等优点，输出的激光具有接近衍射极射极限的光束质量。

2、光纤激光器的工作原理

以稀土掺杂光纤激光器为例，掺有稀土离子的光纤芯作为增益介质，掺杂光纤固定在两个反射镜构成谐振腔。当泵浦半导体激光通过光纤时，光纤中的稀土离子吸收泵浦光，其电子被激励到较高的激光能级上，实现了粒子反转，反转后的粒子以辐射形式从高能级转移到基态，输出激光。