光纖激光器是近年來激光物理研究的熱點,被壹致認為是可能完全取代固體激光器的新壹代產品。
未來光纖激光器的發展趨勢主要體現在以下兩個方面:
(1)光纖激光器本身性能的提高:如何提高輸出功率和轉換效率,優化光束質量,縮短增益光纖長度,提高系統的穩定性,使其更加緊湊和緊湊,是光纖激光器領域未來研究的重點。
(2)新型光纖激光器的發展:在時域上,占空比更小的超短脈沖鎖模光纖激光器壹直是激光領域的熱點,高功率飛秒脈沖光纖激光器壹直是長期的目標。在頻域,寬帶輸出的可調諧光纖激光器將成為研究熱點。
光纖激光器的研究始於80年代末。由於它可以產生超短脈沖,具有非常廣闊的應用前景,世界各國都對光纖激光器的研究表現出極大的熱情。與其他類型的激光器相比,光纖激光器具有可靠性高、結構簡單、價格低廉、轉換效率高的突出優點。
我國在這方面的研究開展較早,在理論和實驗上都取得了大量的研究成果。但與國外相比,還是有很大差距。尤其是高性能光纖激光器的研究相對較少,實際工作遠遠不夠,效果也不理想。因此,有必要進壹步加強被動鎖模光纖激光器的研究。
1963年,Snitzer首次報道了摻Nd,X光纖激光器,掀起了光纖激光器研究的熱潮。特別是近年來,隨著光纖設計和制作的進步,光纖激光器的輸出越來越大,單個光纖器件的連續波輸出功率已經從100瓦提高到了千瓦級。同時,大包層直徑、大數值孔徑的高質量光纖制造技術的提高,使其易於與二極管泵浦功率有效耦合。
光纖激光器最顯著的優點是泵浦效率高。壹般泵浦轉換效率為70%-75%,遠高於工業二極管泵浦固體激光器(DPSSL)。如此高的轉換效率降低了激光系統的冷卻和功率要求,並且可以比傳統的固態激光器結構更緊湊。此外,全纖維結構可以提供非常堅固和高度可靠的包裝設計。此外,光纖激光器可以顯著提高輸出光束質量。
另外壹個重要的優勢是光纖激光技術可以大大延長器件壽命(相對於現在的DPSSL),這使得近年來關註光纖激光器的工業激光公司加大了投入,因為從應用層面來說長期的可靠性工作非常重要。光纖激光器還有其他優點:由於光纖激光器本身的激光介質是導波介質,災難效率高;光纖激光器可以方便高效地與現有的光纖傳輸系統連接;纖芯可以做得很薄,可以實現高功率密度;光纖散熱性能好,所以光纖激光器轉換效率高,閾值低;光纖激光器的輸出波長覆蓋範圍很廣,從400 nm到3 400nm,可以滿足各種應用需求,在工商業、通信、軍事、醫學等方面有很好的應用前景。