光纖激光器具有壽命長(zhǎng)、體積小、價(jià)格低廉、制作靈活等多種特點(diǎn),目前已在激光光纖通信、醫(yī)療器械儀器設(shè)備、汽車制造、軍事國(guó)防安全等諸多領(lǐng)域存在廣泛應(yīng)用。那么問題來了,光纖激光器原理是什么呢???請(qǐng)看下文分解。
一、光纖激光器原理--簡(jiǎn)介
光纖激光器,英文名稱為FiberLaser,是一種以摻稀土元素的玻璃光纖為增益介質(zhì)來產(chǎn)生激光輸出的裝置。光纖激光器可在光纖放大器的基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā),由于光纖激光器中光纖纖芯很細(xì),因此在泵浦光作用下,光纖內(nèi)部功率密度高,使得激光能級(jí)出現(xiàn)“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”現(xiàn)象,在此基礎(chǔ)上,再通過正反饋回路構(gòu)成諧振腔,便可在輸出處形成激光振蕩。
二、光纖激光器原理--結(jié)構(gòu)
光纖激光器的結(jié)構(gòu)類似于傳統(tǒng)的固體激光器、氣體激光器,主要由泵浦源、增益介質(zhì)、諧振腔三大部分構(gòu)成。其中,泵浦源一般為高功率的半導(dǎo)體激光器,增益介質(zhì)為摻稀土元素的玻璃光纖,諧振腔由耦合器或光纖光柵等構(gòu)成。
三、光纖激光器原理
在上圖中,由泵浦源發(fā)出的泵浦光通過一面反射鏡耦合進(jìn)入增益介質(zhì)中,由于增益介質(zhì)為摻稀土元素光纖,因此泵浦光被吸收,吸收了光子能量的稀土離子發(fā)生能級(jí)躍遷并實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn)后的粒子經(jīng)過諧振腔,由激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài),釋放能量,并形成穩(wěn)定的激光輸出。
四、光纖激光器原理--特點(diǎn)
特點(diǎn)一:由于光纖纖芯直徑小,在纖芯內(nèi)容易形成高功率密度,因此光纖激光器具有較高的轉(zhuǎn)換效率、較低的闕值、較高的增益、較窄的線寬、且可方便高效的實(shí)現(xiàn)與當(dāng)前光纖通信系統(tǒng)的連接。
特點(diǎn)二:由于光纖具有很好的柔繞性,因此光纖激光器具有小巧靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、性價(jià)比較高、且更易于系統(tǒng)的集成的特點(diǎn)。
特點(diǎn)三:與傳統(tǒng)的固體激光器、氣體激光器相比,光纖激光器的能量轉(zhuǎn)換效率較高、結(jié)構(gòu)較緊湊、可靠性高、且適合大批量的生產(chǎn)。
四、光纖激光器進(jìn)行分類
我們可以從不同的角度對(duì)光纖激光器進(jìn)行分類,如根據(jù)光纖激光器的諧振腔采用的結(jié)構(gòu)可以將其分為Fabry-Perot腔和環(huán)行腔兩大類。也可根據(jù)輸出波長(zhǎng)數(shù)目將其分為單波長(zhǎng)和多波長(zhǎng)等。
對(duì)于不同類型光纖激光器的特性主要應(yīng)考慮以下幾點(diǎn):
(1)閾值應(yīng)越低越好;
(2)輸出功率與抽運(yùn)光功率的線性要好;
(3)輸出偏振態(tài);
(4)模式結(jié)構(gòu);
(5)能量轉(zhuǎn)換效率;
(6)激光器工作波長(zhǎng)等。
特點(diǎn)四:與半導(dǎo)體激光器相比,光纖激光器的單色性較好、調(diào)制時(shí)可產(chǎn)生較小的啁啾和畸變、且與光纖的耦合損耗較小。
五、光纖激光器價(jià)格
光纖激光器價(jià)格的話,有幾千元到幾萬元不等,主要是看具體的型號(hào)規(guī)格,具體報(bào)價(jià)的話,一般是與生產(chǎn)商直接面議協(xié)商的。
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