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飛秒光纖激光器易于實現(xiàn)集成化

更新時間:2023-03-01      點擊次數(shù):852
  飛秒光纖激光器是一被動鎖模光纖激光器,主要由光纖激光器構(gòu)成,具有飛秒(10負15次秒)區(qū)持續(xù)時間的脈沖激光器。具有光束質(zhì)量好、光束轉(zhuǎn)換效率高、工作波長可調(diào)、制造成本低、結(jié)構(gòu)緊湊簡單、易于實現(xiàn)集成化和環(huán)境穩(wěn)定性好等優(yōu)點而引起人們廣泛地關(guān)注。
 
  光纖激光器使用稀土摻雜光纖作為激活介質(zhì),用激光二極管作泵浦源,本身固有一些關(guān)鍵優(yōu)勢,使它們在通過鎖模產(chǎn)生超短脈沖方面頗具吸引力。摻雜光纖的高增益帶寬和效率,允許制造相對便宜、緊湊、堅固的光纖激光器系統(tǒng),這些系統(tǒng)提供適合廣泛應(yīng)用的光纖耦合輸出光束。
 
  光纖提供較高的表面積-體積比,從而可實現(xiàn)有效的冷卻,并且可以根據(jù)特定性能參數(shù)進行定制。光纖激光器最初僅限于連續(xù)波(CW)、低功率、單模運行;經(jīng)過了三十多年的發(fā)展,現(xiàn)在光纖激光器已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)單模和多模運行,波長范圍覆蓋紫外(UV)到遠紅外(far-IR)波段,并且能提供非常高的功率水平、可變的重復(fù)頻率,以及(也許的顯著的)毫秒到飛秒級的脈寬。
 
  不同于傳統(tǒng)的自由空間激光器,光纖激光器采用光纖和光纖布拉格光柵(FBG),后者取代了常規(guī)的介質(zhì)反射鏡,用于光學(xué)反饋。大多數(shù)高功率光纖激光器采用雙包層光纖架構(gòu),其中增益介質(zhì)在光纖的纖芯,由兩層包層包圍。來自激光二極管或另一個光纖激光器的多模泵浦光束,在內(nèi)包層中傳播并受到外包層的約束,激發(fā)激活介質(zhì),并產(chǎn)生在光纖纖芯中傳播的激射模式。
 
  相對于連續(xù)光纖激光器,飛秒光纖激光器輸出的激光脈沖具有超高的峰值功率(可到兆瓦量級)和超短的脈沖寬度,這使得飛秒脈沖光纖激光器在信息傳輸、科學(xué)研究、機械加工等領(lǐng)域中具有突出的應(yīng)用價值。近年來,飛秒脈沖光纖激光器因為在工業(yè)控制、大氣監(jiān)測、有毒氣體探測、生物醫(yī)療、國防、光學(xué)傳感和光學(xué)成像等領(lǐng)域中都具有潛在的應(yīng)用而成為人們研究的熱點。

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