光纖雷射器概述

2021-08-04 12:48:23 字數 1908 閱讀 7276

光纖雷射器是我大二下學期來一直在學習的方向,其實原理都是相通的,並沒有說氣體、固體、光纖雷射器這些雷射器就有本質的區別,只是說他們的增益介質類別不同,基本的原理還是來自於《雷射原理》這本書的。

下面具體說一下光纖雷射器,光纖雷射器採用摻稀土雜質的光纖作為增益介質,幫浦浦光在纖芯內形成高功率密度,造成摻雜離子能級的「粒子數反轉",當適當引入正反饋迴路(構成諧振腔)時,便產生了雷射振盪輸出。

那麼來說一下基本結構、分類和特點:

1.基本結構

如圖(來自《雷射原理》):

在摻雜光纖兩端放上兩塊反射率經過選擇的腔鏡、或者直接在光纖兩端拋光鍍膜,就製成了最簡單的光纖雷射器。如上圖,這是乙個典型的f-p諧振腔結構,左面腔鏡是二 色

鏡,即對於幫浦浦光全部透射,對於正反饋雷射則全部反射,以便有效利用幫浦浦光,同時防止幫浦浦光諧振。右面腔鏡則對於雷射是部分透射,以便生成雷射同時產生正反饋諧振。 摻

雜光纖有兩個作用,乙個是充當增益介質,幫浦浦光在光纖中傳播時被其吸收,通過受激輻射產生雷射。第二個作用就是充當波導,負責傳輸光波。光纖雷射器實際上就是乙個

波長轉換器,能夠吸收幫浦浦波長上的光子,輸出另一種波長的光子。

2.分類

光纖雷射器根據不同分類方式,有不同的分類。

從雷射諧振腔腔型來分類,光纖雷射器可分為環形腔結構和線形腔結構。說到線型腔結構就不得不提到分布bragg反射(dbr)和分布反饋(dfb)結構的光纖雷射器,dbr

結構用到了光纖bragg光柵,是通過紫外雷射照射光敏光纖製成的。其折射率呈週期性變化,具有選頻特性,只有滿足bragg條件的光被反射。

按照光纖結構來分,可分為單包層光纖雷射器和雙包層光纖雷射器。雙包層光纖雷射器一般用來產生高功率雷射。

按照增益介質的不同,光纖雷射器可分為:晶體光纖雷射器、非線性光學型光纖雷射器、稀土類摻雜光纖雷射器以及塑料雷射器四種。晶體光纖雷射器採用雷射晶體光纖作為

增益介質,主要包括紅寶石和nd3+:yag(摻釹的釔鋁石榴石)等幾種單晶光纖雷射器。非線性光學型光纖雷射器則主要包括受激拉曼光纖雷射器和受激布里淵光纖雷射器兩種。

稀土類摻雜光纖雷射器是在光纖中摻入一些稀土雜質,比如鐿、鉺、銩、鈥等作為增益介質構成的雷射器。而塑料光纖雷射器是指向塑料光纖中摻入雷射染料而製成的光纖雷射器。

按照雷射輸出的時域特性,又分為連續雷射器和脈衝雷射器。連續雷射器表示輸出雷射是連續的,強度保持不變,脈衝雷射器指雷射是以脈衝的形式輸出的,超短脈衝技術現

在是比較熱門的研究光纖雷射器的領域。

按照雷射輸出的頻域特性,又有單波長、多波長、單縱模、多縱模光纖雷射器。如何測量光纖雷射器的縱模,詳細在我的另一篇博文。

3.特點

光纖雷射器作為第三代雷射技術的代表,具有巨大的優勢特點:

(1) 光束***,具有非常好的單色性、方向性和穩定性。

(2) 成本低。

(3) 轉換效率高。

(4) 輸出波長多,調諧方便。

(5) 溫度穩定性好。

(6) 結構簡單,小型化。

(7) 諧振腔內無光學鏡片,具有免調節、免維護、高穩定性的優點。

(8) 相容性好。便於與其他種類光纖和光纖器件相互匹配,使光纖整合十分簡易方便。可以製成全光纖傳輸系統。

(9) 能勝任惡劣的工作環境,對灰塵、振盪、衝擊、濕度、溫度、電磁干擾有很高的容忍度。

大致簡要介紹了一下光纖雷射器,同時說明了一下光纖雷射器的工作原理和優勢,寫的過程中也是對這些知識的總結梳理,令我收益頗多。一些

專業名詞如果

大家沒看懂的

包含了一些個人的見解,會有一些說

明解釋不準確或者不正確的地方,希望大牛們如果發現錯誤一定要指出來,我也一定會虛心接受,努力學習。

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