浅谈光纤激光器的工作原理

文章来源：睐芯科技LightSense

原文作者：LIG

本文主要讲述光纤激光器原理

光纤激光器原理:

光纤激光器是一种放大介质为光纤的激光器。它是一个需要供电的有源模块(就像电子产品中的有源电子元件)，它利用了稀土离子的光放大特性。

泵浦介质通常是光纤耦合激光二极管。可以使用两种架构：

激光腔配置Laser cavity configurations，其中光在两个方向上通过光纤放大介质。

MOPA(Master Oscillator Power Amplifier)配置：((Master Oscillator Power Amplifier)主振荡器功率放大器)，其中振荡介质产生一个小的“种子seeder”信号，该信号通过光纤放大介质放大。

光纤放大介质:

与任何激光器一样，光纤激光器使用受激发射原理。大多数光纤激光器是由光纤耦合组件的级联制成的。

与各种组件相关的光纤称为“无源光纤passive fibers”。无源光纤没有放大特性。放大介质中心的纤维被称为“有源光纤active fibers”。有源光纤掺杂有稀土元素(如铒、镱或铥)，通过将激光二极管泵浦功率转换为激光功率来执行受激发射。

镱(Yb3+)或铒(Er3+)所需的泵浦波长通常为915或976nm，而Er3+的发射波长约为1.5μm，Yb3+在1030-1100nm之间。

图3：a:有源光纤介质的能级和相关的吸收/发射光谱;b：Yb3+：吸收和发射的组合效应在1030至1100nm之间为Yb3+产生了有利的发射区域，具体取决于离子布居反转率(反转率越高，发射效应越大，吸收效应越小)。