光纖激光器,光纖激光器的發(fā)展歷史，原理，優(yōu)勢，發(fā)展趨勢，類型，廠商，應(yīng)用領(lǐng)域
早在 20 世紀(jì) 60 年代 ,摻稀土元素光纖激光器伴隨著激光技術(shù)的研究得以發(fā)展 ,但受早期光纖損耗太大的限制 ,光纖激光器的研究進(jìn)展相對緩慢。直至 80 年代光纖通信才得以迅猛發(fā)展 ,特別是英國南安普敦大學(xué)用金屬化學(xué)汽相沉積(MCVD)法制成低損耗的摻鉺光纖 ,而摻鉺光纖激光器激射波長恰好位于光通信的低損耗窗口 ,隨著摻鉺光纖放大器( EDFA)在光通信中地位的不斷提高 ,才使光纖激光器再次受到世界各國的普遍關(guān)注 ,從而得到迅速發(fā)展且在通信領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。
為了滿足增大通信容量的需求 ,目前人們主要采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)( TDM)來增加單信道碼率 ,采用波分復(fù)用技術(shù)(WDM)來增加原有光纖系統(tǒng)的通信信道。其中 ,以摻雜光纖為基質(zhì)的光纖激光器不僅能夠產(chǎn)生連續(xù)激光輸出 ,而且能夠?qū)崿F(xiàn)皮秒(ps)甚至飛秒(f s)超短光脈沖的產(chǎn)生。光纖激光器在降低閾值、 振蕩波長范圍、 波長可調(diào)諧性等方面已取得了長足進(jìn)步 ,是目前光通信領(lǐng)域中的新興技術(shù)。它可以利用現(xiàn)有的通信系統(tǒng)支持更高的傳輸速率和帶寬 ,是未來高碼率密集波分復(fù)用系統(tǒng)和相干光通信的基礎(chǔ) ,并在未來通信領(lǐng)域中起著不可替代的作用。
一般的光纖激光器大多是在光纖放大器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它用摻稀土元素的光纖 ,加上一個(gè)恰當(dāng)?shù)姆答仚C(jī)制便形成了光纖激光器(如圖1所示) 。摻稀土元素的光纖充當(dāng)光纖激光器的增益介質(zhì)。在光纖激光器中有一根非常細(xì)的光纖纖芯 ,由于外泵浦光的作用 ,在光纖內(nèi)很容易形成高功率密度 ,從而引起激光工作物質(zhì)能級的粒子數(shù)反轉(zhuǎn) ,當(dāng)適當(dāng)加入反饋機(jī)制 ,很容易從纖芯輸出激光。但是 ,早期的光纖激光器是將泵浦光直接耦合進(jìn)入直徑小于 10 μm 的單模光纖纖芯 ,其耦合效率低 ,導(dǎo)致光纖激光器的輸出功率較低 ,一般輸出毫瓦量級。對于大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域 ,更需要瓦級的光功率輸出。雙包層光纖的發(fā)明解決了這一難題。
