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半导体激光器工作原理 光纤激光器的工作原理详解?

浏览量:2684 时间:2021-04-05 17:05:17 作者:admin

光纤激光器被称为第三代激光器,有着广泛的应用。包括激光光纤通信、激光空间远程通信、航空航天、工业造船、汽车制造、激光雕刻、激光打标、激光切割、印刷滚筒、金属和非金属钻/切/焊(钎焊、淬火、熔覆和深焊)、军事和国防安全,医疗设备、大型基础设施、激光等。

光纤激光器之所以能被广泛接受,主要是因为它具有结构紧凑、光电转换效率高、可靠性强、光束质量好等诸多优点。随着相关需求的不断增长,光纤激光器在大功率市场的竞争优势日益突出。

光纤激光器是一种以掺稀土玻璃光纤为增益介质的激光器。光纤激光器一般采用光纤布拉格光栅作为谐振腔,半导体激光器作为泵浦源。泵浦光从合路器耦合到增益光纤中,在包层中多次通过掺杂纤芯反射,形成数反转输出激光。光纤激光器可集成化设计,可靠性高,稳定性好,结构紧凑,制造成本低。

光纤激光器通常分为脉冲光纤激光器和连续光纤激光器。脉冲激光输出功率大,适用于打标、切割、测距等。连续脉冲激光器的总体生长速率低于中、高功率连续激光器,且势垒较低。国内参与者众多,市场竞争激烈。目前,国产产品的性能与进口产品基本持平,但价格却只有进口产品的一半左右。

光纤激光器也可分为单模和多模。单模光纤激光器采用单模光纤作为增益介质,只有基模激光器工作稳定,单模激光能量集中,发散角小,在需要高能量密度激光加工时非常有利,但单模激光功率一般小于2kW。多模光纤激光器既有基模又有其他高阶模,光束发散,光斑大,功率高。

光纤激光器的工作原理详解?

由于光纤激光器的工作介质为光纤形式,其特性受光纤过渡特性的影响。进入光纤的泵浦光一般有多种模式,而信号光电子学可能有多种模式。不同的泵浦模式对不同的信号模式有不同的影响,这使得光纤激光器和放大器的分析更加复杂。在许多情况下,很难得到解析解,因此只能依靠数值计算。光纤中的掺杂分布对光纤激光器的性能也有很大的影响。为了使介质具有增益特性,工作离子(即杂质)被掺杂到光纤中。一般情况下,工作离子在纤芯中的分布是均匀的,但不同泵浦模式在光纤中的分布是不均匀的。因此,为了提高泵的效率,必须使离子分布与泵的能量分布相吻合。在对光纤激光器的分析中,除了以上讨论了激光器的一般原理外,还考虑了其自身的特点,引入了不同的模型和特殊的分析方法,以达到最佳的分析结果。与传统的固体激光器和气体激光器一样,光纤激光器由三个基本元件组成:泵浦源、增益介质和谐振腔。泵浦源一般为大功率半导体激光器,增益介质为掺稀土光纤或普通非线性光纤。谐振腔可以由光纤光栅等光反馈元件构成的各种线性谐振腔,也可以由耦合器构成的各种环形谐振腔。泵浦光通过适当的光学系统耦合到增益光纤中。增益光纤吸收泵浦光后形成粒子数反转或非线性增益,产生自发辐射。自发辐射光经激发放大后,再经谐振腔选模,形成稳定的激光输出。

光纤激光器工作原理是什么?

光纤激光器的工作原理是:泵浦源发出的泵浦光通过反射镜耦合到增益介质中。因为增益介质是掺稀土光纤,所以泵浦光被吸收。吸收光子能量的稀土离子发生能级跃迁,实现粒子数的反转。反转后的粒子通过谐振腔,从激发态跃迁到基态,释放能量,形成稳定的激光输出。光纤激光器的工作原理主要是基于光纤激光器的特殊结构。激光器由工作材料、泵浦源和谐振腔组成。具体功能如下:1。

2. 泵浦光的作用是使增益介质实现粒子数作为外能的反转,即泵浦源。

3. 光学谐振腔由两个反射镜组成,其作用是使光子在工作介质中得到反馈和放大。

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