什么是光纤激光器（Fiber Lasers）？
发布时间：2023-08-31 09:55:26 阅读数： 363
光纤激光器是一种采用光纤作为增益介质的固体激光器。与传统的气体或晶体激光器不同，光纤激光器使用掺稀土的光纤，通常由铒、镱或钕等材料制成。这些光纤使用高功率二极管激光器进行泵浦，激发稀土离子，从而在光纤内发射相干光放大。
光纤激光器的工作原理
光纤激光器的工作原理是激光二极管将电能转化为光子，然后将光子泵浦到光纤电缆中。来自光导纤维内二极管的泵浦光借助两个基本组件进行引导：光纤纤芯和包层。
核心由硅玻璃组成，是光线传播的通道，并含有稀土元素。环绕核心的是包层，它在引导光线方面起着至关重要的作用。当光线遇到包层时，会发生内部全反射，反弹回内核。出现这种现象是因为包层的折射率低于内核。通过这种机制，光被限制在纤芯内，使光聚焦到一个方向形成激光束，而不是分散到各个方向。
光纤激光器的主要优点
光纤激光器可产生极高的功率输出，从几瓦到几千瓦不等。与其他类型的激光器相比，光纤激光器的高效设计使其能够更有效地将电能转化为激光，从而降低功耗和运行成本。
光纤激光器具有优异的光束质量，其特点是空间相干性高、线宽窄。因此，光纤激光器非常适合激光打标、切割、焊接和微加工等要求精确的应用。
光纤激光器体积小巧，结构坚固，非常适合集成到现有的工业系统中。光纤激光器基于光纤的结构使其在光束传输方面具有灵活性，从而使其能够适应各种制造工艺。
光纤激光器的类型
光纤激光器有不同的类型，具体取决于以下因素：
激光材料：
掺镱光纤激光器
掺铥光纤激光器
掺铒光纤激光器
工作模式：
脉冲光纤激光器（如 q 开关、增益开关、模式锁定）
连续波光纤激光器
激光功率
高功率光纤激光器（如 20 瓦、50 瓦）
低功率光纤激光器（如 1 瓦、5 瓦）
光纤模式：
单模光纤激光器（纤芯直径较小）
多模光纤激光器（纤芯直径较大）
光纤激光器的应用
在激光切割、焊接和表面处理等各种制造工艺中，光纤激光器已成为不可或缺的设备。光纤激光器的高功率和出色的光束质量可实现精确、快速的材料加工，从而提高生产率、精确度和成本效益。从汽车和航空航天工业到电子和金属加工，光纤激光器改变了制造业的面貌。
这些激光器在外科、皮肤科和眼科等医疗应用中也非常重要。光纤激光器能够发出受控和高度集中的激光束，可进行精细的微创手术，减少病人创伤，缩短康复时间。此外，光纤激光器在 DNA 测序、流式细胞仪和其他生物技术进步中也发挥着至关重要的作用。
电信业在很大程度上依赖光纤进行高速数据传输。光纤激光器具有出色的光束质量和波长灵活性，在产生通过光纤放大和传输数据所需的激光信号方面发挥着关键作用。光纤激光器促进了大容量、长距离通信网络的发展，为我们的现代数字世界提供了动力。
光纤激光器广泛应用于国防和航空航天领域。它们被用于基于激光的目标指示器、测距仪和制导弹药，实现了精确瞄准，提高了军事行动的准确性。此外，光纤激光器重量轻、结构紧凑，适用于卫星系统和太空探索任务。
