光纤激光器的泵浦源,常见的是带尾纤的半导体激光器直接通过光纤耦合器耦合进光纤。
目前,主要用半导体激光器作为泵浦源。掺铒光纤激光器主要用980nm或者1480nmLD作为泵浦源,掺镱光纤激光器主要用915nm或者976nmLD作为泵浦源。
利用光纤耦合更换泵浦激光器既可以现场更换,又能快速复位,无需再校准,方便用户 *** 作。
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半导体泵浦激光器的优点:
1、结构体积小,结构紧凑,整体性强,密封性能好,一般具有防震、防震的特点,工作稳定, *** 作简单,维修方便,成本低。采用适当的工艺,还可以耐高温、耐寒、耐水。半导体泵浦激光器在许多场合(如航空、航天、航天、船舶、工业场所等)都有重要的应用。
2、总转化率高,加热最小,热响应小。这将提高激光输出光束的质量和输出稳定性。
3、由于半导体激光器寿命长,转换率高,整个系统的寿命长(至少15000~20000小时),在许多实际应用中具有重要的优势。
现在主要用半导体激光器作为泵浦源。掺铒光纤激光器主要用980nm或者1480nmLD作为泵浦源。
掺镱光纤激光器主要用915nm或者976nmLD作为泵浦源。
半导体泵浦激光器的优点:
1、结构小型、紧凑,整体性强、密封性能好、一般有防震和防冲击等特性,所以工作稳定、 *** 作简单、维护方便且 费用较低。适当配合技术,还可以耐高温、耐寒、防水。在很多场合(如航空、航天、宇航、舰船、工业现场等)有重要的应用。
2、整体转换率高、所以发热最小、热效应响应小。这将使激光输出光束质量得到改善,输出稳定性进一步提高。
3、由于激光二极管的寿命长,加上转换率高等原因,使整个系统寿命长(至少可使用15000~20000h),这在很多实际应用将是重要的优点。
4、利用光纤耦合更换泵浦激光器既可以现场更换,又能快速复位,无需再校准,方便用户 *** 作。
光纤激光器的工作原理如下:
由泵浦源发出的泵浦光通过一面反射镜耦合进入增益介质中,由于增益介质为掺稀土元素光纤,因此泵浦光被吸收,吸收了光子能量的稀土离子发生能级跃迁并实现粒子数反转,反转后的粒子经过谐振腔,由激发态跃迁回基态,释放能量,并形成稳定的激光输出。
光纤激光器的工作原理主要基于光纤激光器的特殊结构。激光器是由工作物质、泵浦源和谐振腔三部分组成,具体作用如下:
1、增益光纤为产生光子的增益介质。
2、抽运光的作用是作为外部能量使增益介质达到粒子数反转,即泵浦源。
3、光学谐振腔由两个反射镜组成,作用是使光子得到反馈并在工作介质中得到放大。
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光纤激光器的特点:
1、光束质量好。
光纤的波导结构决定了光纤激光器易于获得单横模输出,且受外界因素影响很小,能够实现高亮度的激光输出。
2、高效率。
光纤激光器通过选择发射波长和掺杂稀土元素吸收特性相匹配的半导体激光器为泵浦源,可以实现很高的光一光转化效率。对于掺镱的高功率光纤激光器,一般选择915纳米或975纳米的半导体激光器,荧光寿命较长,能够有效储存能量以实现高功率运作。
3、散热特性好。
光纤激光器是采用细长的掺杂稀土元素光纤作为激光增益介质的,其表面积和体积比非常大,约为固体块状激光器的1000倍,在散热能力方面具有天然优势。
中低功率情况下无需对光纤进行特殊冷却,高功率情况下采用水冷散热,也可以有效避免固体激光器中常见的由于热效应引起的光束质量下降及效率下降。
4、结构紧凑,可靠性高。
由于光纤激光器采用细小而柔软的光纤作为激光增益介质,有利于压缩体积、节约成本。
泵浦源也是采用体积小、易于模块化的半导体激光器,商业化产品一般可带尾纤输出,结合光纤布拉格光栅等光纤化的器件,只要将这些器件相互熔接即可实现全光纤化,对环境扰动免疫能力高,具有很高的稳定性,可节省维护时间和费用。
参考资料来源:百度百科-光纤激光器
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