大功率光纤激光器结构和特性(2)
时间:2018-09-29 18:28 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
HeNe激光器是最广泛使用的稀有气体激光器，能产生很多波长的激光（632.8nm,543.5nm,593.9nm等等），激励源一般是通过放电来实现。氩离子气体激光器的泵浦源和HeNe激光器的类似，但它产生的激光适用于视网膜治疗，光刻和作为其它激光器的激励源。二氧化碳气体激光器的效率高达30%，它被广泛应用于材料加工产业中的钢材熔化和切割，医疗领域中的手术时“手术刀”。准分子激光器中的电子基态不稳固，电子不密集，这对于激光手术来说是非常理想的，所以这类激光器经常用于半导体产业中的紫外线光刻和激光手术中。 染料激光器中的增益介质是有机染料在乙基，甲基醇，甘油或水中的溶液，这些染料用过光学的方式激发，例如上述氩离子激光器产生的激光。因为它有很广的调谐范围，所以经常被用于光谱的研究。但是，随着可调固态激光器的工作介质变为可行，更重要的是，染料是致癌物质，最终染料激光器逐渐被取代。 事实上，第一台激光器是固体激光器，是上述的红宝石激光器，现今大多使用人造的水晶来制作产生激光的晶体。钕是一种稀土元素，Nd:YAG激光器主要发射的激光是在1.064um，最初它是由闪光灯激发，今天，更高效的激励源是激光二极管和二极管阵列。Yb:YAG产生的激光是准三能级激光。相比于其它材料，Yb:YAG有很多优点，如：极低的量子缺陷、长的高能级辐射寿命、宽带宽使之能产生亚皮秒脉冲。相比于钕这样的稀土元素，钛是过渡金属，它所具有的晶格振动，能引起强烈的线增宽。因此，钛蓝宝石有很强的线增宽能力，通常被用于高度可调或者极短脉冲的激光系统中。 半导体激光器是固体激光器中很重要的一个分支。AlGaAs激光器的波长范围为670nm-780nm，在光盘播放机中得到应用，所以它也是世界上最常见和最便宜的激光器。 1.2 光纤激光器的发展 上世纪优尔十年代初，在玻璃激光器发明之后，关于光纤激光器的展示，发展极为迅速。Snitzer于1964年写了第一份关于掺杂稀土光纤设备的日志报告，他将钕掺杂在光纤放大器中能让一个一米长的光纤增益47dB。这篇报告同时提供了掺稀土光纤放大器的第一个增益特性描述。这项工作在当时是划时代的，它推动了在1966年Kao和Hockman提出光纤在通信中应用的潜力。70年代初期，贝尔实验室着力这一想法，导致第一台二极管泵浦光纤激光器的发展。这与高质量低损耗硅光纤的发展相一致，推动光纤进入了电信产业。 1986年南安普顿大学发明了掺铒光纤放大器(EDFA)，这在当时引起了很大的关注。该放大器工作在三个重要的通信窗口，在1.55um附近，具有高增益，低阀值，低噪音，信道之间几乎没有干扰。这些特性对于通信来说是理想的，在早期的几个商业系统中，使用很多个EDFA。例如在跨洋光纤通信系统中重复使用了上百个EDFA。 与此同时，光纤激光器的研究同样飞速发展，一个宽范围波长已经可以通过使用不同的稀土掺杂物来实现。13种稀土元素中，大部分都已经被掺杂进基于二氧化硅或氟化物的光纤中了，产生了波长从0.45um到3.5um的激光。 (责任编辑：qin) |