定義:輸出功率(>10W)很高的
光纖激光器和光纖放大器。
* aN 第一臺光纖
激光器的輸出功率只有幾個毫瓦,近來光纖激光器發(fā)展很快,得到高功率光纖放大器,尤其是放大器的輸出功率可以達到幾十上百瓦,甚至在某些單模光纖中得到上千瓦。這是由于光纖很大的表面積體積比(避免多余的熱)和導(dǎo)波(波導(dǎo))性質(zhì),避免了在很高溫度下的熱光效應(yīng)問題。
<^VJy5> 光纖激光器技術(shù)與其它的高功率固態(tài)體激光器、薄盤激光器等相比具有很大的競爭力。
f86XkECZ;` qraSRK5 雙包層光纖和光束質(zhì)量
nr95YSH fY{1F xcd#& 圖1:具有氣體包層的雙包層光纖結(jié)構(gòu)圖。
8m-U){r!U^ 通常高功率光纖激光器和放大器都是采用稀土摻雜雙包層光纖,又通過光纖耦合的高功率二極管棒或者其它激光二極管泵浦。泵浦管并不是進入光纖纖芯,而是進入內(nèi)包層,也是在內(nèi)包層產(chǎn)生激光。產(chǎn)生的激光光束質(zhì)量很好,甚至可以得到衍射極限的光束質(zhì)量,需要采用單模的光纖。因此,光纖激光器輸出光的亮度比泵浦光的亮度高幾個數(shù)量級,盡管輸出功率比泵浦光小。(通常泵浦效率大于50%,有時甚至大于80%)因此這種光纖激光器可以用來作為亮度轉(zhuǎn)換器,也就是提高光亮度的裝置。
g2BHHL;` 對于特別高的功率,纖芯面積需要足夠大(參閱大模式面積光纖),因為這時光強會很高,還有一個原因就是雙包層光纖中包層與纖芯面積比值很大從而導(dǎo)致泵浦吸收很小。當纖芯面積達到幾千平方微米的量級,采用單模纖芯是可行的。采用多模光纖,模式面積比較大時也可以得到質(zhì)量相當好的輸出光束,這時光波主要是基模。(通過將光纖繞成圈也可以在一定程度上一直高階模式的激發(fā),高功率時的強模式耦合情況除外[14])模式面積變得更大后,光束質(zhì)量不再能保持衍射極限,但相比于例如工作于相似功率強度下的棒激光器,得到的光束質(zhì)量仍是相當好了。
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