光纖雷射器原理與特性詳解

2021-01-11 電子產品世界

　　導讀：光纖雷射器具有壽命長、體積小、價格低廉、製作靈活等多種特點，目前已在雷射光纖通信、醫療器械儀器設備、汽車製造、軍事國防安全等諸多領域存在廣泛應用。那麼問題來了，光纖雷射器原理是什麼呢???請看下文分解~~~

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/270370.htm

　　光纖雷射器，英文名稱為Fiber Laser，是一種以摻稀土元素的玻璃光纖為增益介質來產生雷射輸出的裝置。光纖雷射器可在光纖放大器的基礎上進行開發，由於光纖雷射器中光纖纖芯很細，因此在泵浦光作用下，光纖內部功率密度高，使得雷射能級出現「粒子數反轉」現象，在此基礎上，再通過正反饋迴路構成諧振腔，便可在輸出處形成雷射振蕩。

　　光纖雷射器的結構類似於傳統的固體雷射器、氣體雷射器，主要由泵浦源、增益介質、諧振腔三大部分構成，如下圖所示。其中，泵浦源一般為高功率的半導體雷射器，增益介質為摻稀土元素的玻璃光纖，諧振腔由耦合器或光纖光柵等構成。

　　在上圖中，由泵浦源發出的泵浦光通過一面反射鏡耦合進入增益介質中，由於增益介質為摻稀土元素光纖，因此泵浦光被吸收，吸收了光子能量的稀土離子發生能級躍遷並實現粒子數反轉，反轉後的粒子經過諧振腔，由激發態躍遷回基態，釋放能量，並形成穩定的雷射輸出。

　　特點一：由於光纖纖芯直徑小，在纖芯內容易形成高功率密度，因此光纖雷射器具有較高的轉換效率、較低的闕值、較高的增益、較窄的線寬、且可方便高效的實現與當前光纖通信系統的連接。

　　特點二：由於光纖具有很好的柔繞性，因此光纖雷射器具有小巧靈活、結構緊湊、性價比較高、且更易於系統的集成的特點。

　　特點三：與傳統的固體雷射器、氣體雷射器相比，光纖雷射器的能量轉換效率較高、結構較緊湊、可靠性高、且適合大批量的生產。

　　特點四：與半導體雷射器相比，光纖雷射器的單色性較好、調製時可產生較小的啁啾和畸變、且與光纖的耦合損耗較小。

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