對(duì)摻雜光纖作為增益介質(zhì)的光纖激光器的研究始于20世紀(jì)60年代，而直到80年代后期，隨著光纖制造工藝與半導(dǎo)體激光器生產(chǎn)技術(shù)的日趨成熟，以及光通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，大功率光纖激光器領(lǐng)域的研究才取得實(shí)質(zhì)性突破。由于光纖激光器以靈巧的半導(dǎo)體激光二極管作為泵源,以柔軟的光纖作為波導(dǎo)和增益介質(zhì),同時(shí)可采用光纖光柵,耦合器等光纖元件,因此無(wú)需光路機(jī)械調(diào)整,結(jié)構(gòu)緊湊,便于集成，其特有的全光纖結(jié)構(gòu)使器件的抗電磁干擾性強(qiáng)，溫度膨脹系數(shù)小，在頻域上應(yīng)用WDM及光纖傳感技術(shù)可實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)可調(diào)諧輸出，在時(shí)域上結(jié)合激光鎖模技術(shù)可產(chǎn)生幾乎沒(méi)有啁啾的皮秒級(jí)超短變換極限光脈沖。與固體激光器和半導(dǎo)體激光器相比，光纖激光器具有無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。目前光纖激光器作為光源在光通信領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，而隨著大功率雙保層光纖激光器的出現(xiàn)，其應(yīng)用正向著激光加工、圖像顯示和生物醫(yī)療等更廣闊的領(lǐng)域迅速擴(kuò)展。本文以下內(nèi)容概述了光纖激光器的基本結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、應(yīng)用及其發(fā)展前景。
1．光纖激光器結(jié)構(gòu)
　　光纖激光器的基本結(jié)構(gòu)與其他激光器基本相同。
　　光纖激光器主要由泵源，耦合器，摻稀土元素光纖，諧振腔等部件構(gòu)成。泵源由一個(gè)或多個(gè)大功率激光二極管構(gòu)成，其發(fā)出的泵浦光經(jīng)特殊的泵浦結(jié)構(gòu)耦合入作為增益介質(zhì)的摻稀土元素光纖，泵浦波長(zhǎng)上的光子被摻雜光纖介質(zhì)吸收，形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，受激發(fā)射的光波經(jīng)諧振腔鏡的反饋和振蕩形成激光輸出。
1.1摻稀土元素光纖
　　光纖激光器是以摻稀土元素光纖作為增益介質(zhì)的，十五種稀土元素中比較常用的有源光纖摻雜離子有Nd3＋, Ho3＋, Er3＋, Tm3＋, Yb3＋等，上述幾種稀土元素的泵浦波長(zhǎng)和激射波長(zhǎng)如表所示。
 Nd3+   Yb3+   Er3+   Tm3+   Ho3+
泵浦波長(zhǎng)   795nm  800nm－1000nm  980nm  790nm,1260nm,1650nm  900nm1150nm
激射波長(zhǎng)   1060nm   1340nm   1030nm－1150nm  1550nm  1.9－2μm 2μm
　　從表可看出，Yb3＋具有較寬的吸收帶（800nm-1000nm）和相當(dāng)寬的激發(fā)帶（1030nm-1150nm），因此泵源選擇非常廣泛而且泵浦光和激光都沒(méi)有受激吸收，以摻Y(jié)b3+光纖激光器為泵源的拉曼光纖激光器可行成1.2μm-1.6μm的激光輸出。摻Er3+光纖激光器的輸出波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)光通信主要窗口1.5μm，是目前應(yīng)用最廣泛和技術(shù)最成熟的光纖激光器。摻Tm3+，摻Ho3+ 光纖激光器的輸出波長(zhǎng)在2.0μm左右，由于水分子在該波長(zhǎng)附近有很強(qiáng)的中紅外吸收峰，因此用該波段激光器進(jìn)行手術(shù)時(shí)，激光照射部位血液迅速凝結(jié)，手術(shù)創(chuàng)面小，止血性好，又由于該波段激光對(duì)人眼是安全的，所以摻Tm3+，摻Ho3+ 光纖激光器在醫(yī)療和生物學(xué)研究方面有廣泛的應(yīng)用前景。