超短脈沖光纖激光器,超短脈沖光纖激光的產(chǎn)生，原理，特點(diǎn)，應(yīng)用，發(fā)展趨勢
時(shí)域上, 超短脈沖激光產(chǎn)生是開展時(shí)-頻域精密控制的前提和基礎(chǔ). 至今,小于 5 fs 的鎖模鈦寶石激光器已有報(bào)道,經(jīng)過腔內(nèi)色散啁啾補(bǔ)償,脈沖寬度達(dá)到光周期量級(jí). 這樣的超短脈沖,可以廣泛應(yīng)用于研究高功率脈沖情況下的各種非線性現(xiàn)象.然而, 由于受本身結(jié)構(gòu)和成本的制約,超短脈沖固體激光器大多用于科學(xué)研究. 自 1960 年 實(shí)現(xiàn)將鉺,釹,銩等稀土離子摻進(jìn)玻璃中后,光纖激光器的研制就成為了可能.不久 以后,釹離子成功的被摻雜到了光纖波導(dǎo)的芯徑中.由于釹離子作為激光增益介質(zhì)具 有很高的效率,所以,早期的光纖激光器都是以釹離子為基礎(chǔ),工作波長為 1064 nm. 直到 1980 年,鉺離子摻雜技術(shù)的成熟,基于摻鉺離子的光纖激光器越來越受到人們的 關(guān)注.最主要的原因就是摻鉺光纖激光的工作波長在 1550 nm 附近,正好對(duì)應(yīng)于單模 光纖的最小損耗波段,非常適用于光纖通信系統(tǒng).之后,其它波段的摻稀土離子,例 如摻鈥,摻銩,摻鐿,摻鐠的光纖同樣研制成功,將光纖激光器的輸出波長擴(kuò)展到其 它波段.近幾年來,得益于半導(dǎo)體泵浦激光器和光纖高摻雜技術(shù)的發(fā)展,基于摻稀土 離子的超短脈沖光纖激光器越來越受到人們的重視.光纖激光器由于其在結(jié)構(gòu),成本 上的優(yōu)勢,已經(jīng)在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用.目前為止,報(bào)道的最窄 的光纖激光器的脈沖寬度為 28 fs.
相對(duì)于傳統(tǒng)的固體激光器,光纖激光器具有不可比擬的優(yōu)勢.光纖激光器摻雜技 術(shù)簡單,激光傳輸損耗低,與泵浦光耦合效率高.光纖激光器采用光纖作為傳輸介質(zhì), 可以與其它光纖器件兼容,減少了激光器所占的空間.而且光器件之間采取直接熔接 的方式,相對(duì)于固體激光器而言無需復(fù)雜的光路調(diào)整系統(tǒng).由于光通信器件的成熟, 激光器成本也可以大大降低.一般單模光纖的芯徑為 8 μm, 所以光在芯徑內(nèi)傳播時(shí)的 功率密度通常很高,非線性作用很強(qiáng),非常適合用于產(chǎn)生鎖模振蕩器.
目前開發(fā)的光纖激光器主要采用摻稀土元素的光纖作為增益介質(zhì)+ 比較成熟的有源光纖中摻入的稀土離子有Er3+、Yb3+、Nd3+、Pr3+、Tm3+、Ho3+。%光纖激光器由泵浦源& 增益介質(zhì)腔鏡組成。
