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光纤激光器的原理

TCGK-tcwin 灯珠Q&A 发布时间:2024-07-11 11:47:43 浏览量:303

光纤激光器的原理

光纤激光器是一种使用掺杂光纤(增益介质)作为激光腔的激光器。其工作原理基于受激发射的原理,涉及以下步骤:

光纤激光器的原理

1. 泵浦:

  • 高功率激光或灯源(泵浦源)发出泵浦光。
  • 泵浦光被耦合到掺杂光纤中。
  • 泵浦光激发掺杂离子(例如掺杂铒或掺杂掺杂镱)进入激发态。

2. 受激发射:

  • 泵浦到激发态的掺杂离子自发辐射,产生激射光。
  • 激射光在光纤中传播,通过反射镜或光纤布拉格光栅(FBG)形成谐振腔。
  • 谐振腔内的光多次通过增益介质,从而发生受激发射,产生高功率、相干的光。

3. 输出:

  • 输出耦合器或出射光纤将光从谐振腔输出。
  • 输出光经过放大和整形,产生具有所需特征(波长、功率、模式)的激光束。

光纤激光器的主要优点:

  • 高效率:由于光纤的低损耗,光纤激光器具有高泵浦光利用率。
  • 紧凑性:光纤作为增益介质和谐振腔,使光纤激光器具有紧凑的设计。
  • 可扩展性:光纤长度和掺杂浓度可定制,以产生不同功率水平的光纤激光器。
  • 光束质量好:光纤中的光传播通过光纤模式过滤,产生高质量的光束。
  • 可靠性:光纤激光器使用固态激光介质,具有较长的使用寿命和较高的可靠性。

应用:

光纤激光器广泛用于各种应用,包括:

  • 材料加工(切割、焊接、钻孔)
  • 医疗(手术、激光治疗)
  • 电信(光通信、光纤传感)
  • 科研(光谱学、显微术)
  • 军用(激光制导武器、激光雷达)
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