光纤激光器:异于凡响的光源
光纤激光器是一种非常常见的光源,常常被应用于工业、医疗等领域。那么什么是光纤激光器呢?光纤激光器的原理又是什么?
光纤激光器的基本原理
激光,全称为光放大的受激辐射,是一种光的集中放射。光纤激光器最基本的原理和普通的激光原理一样,即产生的激光通过光腔的包围反射,形成了增强后的激光波。 光纤激光器的激光器介质则是光纤,光纤中反射光的放大需要经过光纤的全反射,光缆光的准直性比较好,光纤光的幅度、相位和频率稳定,所以光纤光发散角度比较小,能量利用率极高。为了让后面形成激光光腔,光纤端面必须进行高反膜腔化处理,使激光波经过端面反射及单模光纤自身内部多次反射后,多数反射返回增益介质中,形成光强反馈。
光纤激光器的构成
光纤激光器由四个主要部分组成:光放大介质(光纤)、泵浦激发源、光腔及输出耦合元件。
光放大介质:光放大介质为光纤,其长为数米至数十米,直径为几十微米至几百微米。光纤材料的选取对光纤激光器的性能有着至关重要的作用。
泵浦激发源:泵浦源包括LED、氙气灯等,泵浦源的种类多,通常为546-576nm黄绿色光或0.93μm近红外光。激光器通过泵浦激活粒子,使其获得放射能,直至达到激光发射的启动阈值,激光正式发射。
光腔:光腔是光纤激光器的重要组成部分,主要由一个反射镜和一个半透反射镜构成,通过光腔中的相互作用,进行能量的放大和调控,从而实现激光出射。
输出耦合元件:在光腔中,有一定功率的光需要输出,这就需要通过输出耦合元件将光线引出来。一种普遍的输出元件是光纤耦合器。
光纤激光器的应用
光纤激光器的应用范围非常广泛,除了医学、科技、军事等领域,还可以应用于雕刻、切割、打孔、焊接等工业领域,还可以用于航空、汽车等领域。
光纤激光器的原理复杂、技术难度大,但由于其较大的功率输出和多样的波长稳定性开发,已成为目前最重要的激光发射方式之一,成为深刻领域中的佼佼者,其新技术在未来还将带给我们更多的惊喜。