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飞秒光纤激光器易于实现集成化

更新时间:2023-03-01      点击次数:442
  飞秒光纤激光器是一被动锁模光纤激光器,主要由光纤激光器构成,具有飞秒(10负15次秒)区持续时间的脉冲激光器。具有光束质量好、光束转换效率高、工作波长可调、制造成本低、结构紧凑简单、易于实现集成化和环境稳定性好等优点而引起人们广泛地关注。
 
  光纤激光器使用稀土掺杂光纤作为激活介质,用激光二极管作泵浦源,本身固有一些关键优势,使它们在通过锁模产生超短脉冲方面颇具吸引力。掺杂光纤的高增益带宽和效率,允许制造相对便宜、紧凑、坚固的光纤激光器系统,这些系统提供适合广泛应用的光纤耦合输出光束。
 
  光纤提供较高的表面积-体积比,从而可实现有效的冷却,并且可以根据特定性能参数进行定制。光纤激光器最初仅限于连续波(CW)、低功率、单模运行;经过了三十多年的发展,现在光纤激光器已经能够实现单模和多模运行,波长范围覆盖紫外(UV)到远红外(far-IR)波段,并且能提供非常高的功率水平、可变的重复频率,以及(也许的显著的)毫秒到飞秒级的脉宽。
 
  不同于传统的自由空间激光器,光纤激光器采用光纤和光纤布拉格光栅(FBG),后者取代了常规的介质反射镜,用于光学反馈。大多数高功率光纤激光器采用双包层光纤架构,其中增益介质在光纤的纤芯,由两层包层包围。来自激光二极管或另一个光纤激光器的多模泵浦光束,在内包层中传播并受到外包层的约束,激发激活介质,并产生在光纤纤芯中传播的激射模式。
 
  相对于连续光纤激光器,飞秒光纤激光器输出的激光脉冲具有超高的峰值功率(可到兆瓦量级)和超短的脉冲宽度,这使得飞秒脉冲光纤激光器在信息传输、科学研究、机械加工等领域中具有突出的应用价值。近年来,飞秒脉冲光纤激光器因为在工业控制、大气监测、有毒气体探测、生物医疗、国防、光学传感和光学成像等领域中都具有潜在的应用而成为人们研究的热点。

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