皮秒光纖脈沖激光器

應(yīng)用包括金屬表面處理、透明材料、玻璃、藍(lán)寶石、塑料、顯示屏和電子材料加工。

中心波長(zhǎng)532nm,脈沖能量5uJ,脈寬5ps。

脈沖光纖激光器調(diào)Q光纖激光器

調(diào) Q 的原理是在激光器內(nèi)加入一個(gè)損耗可調(diào)節(jié)器件，在大部分時(shí)間區(qū)域內(nèi)，激光器的損耗很大，幾乎無光輸出，在某一個(gè)極短的時(shí)間內(nèi)，減小器件的損耗，從而使激光器輸出一個(gè)強(qiáng)度極高的短脈沖?？梢酝ㄟ^主動(dòng)或者被動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)調(diào) Q光纖激光器。主動(dòng)技術(shù)一般是在腔內(nèi)加入一個(gè)強(qiáng)度調(diào)制器，來控制激光器的損耗。被動(dòng)技術(shù)是利用飽和吸收體或者其它非線性效應(yīng)例如受激拉曼散射、受激布里淵散射等形成調(diào) Q 機(jī)制。一般通過調(diào) Q 方法產(chǎn)生的脈沖在納秒量級(jí)。若想產(chǎn)生更短的脈沖則可以通過鎖模方法實(shí)現(xiàn)。

脈沖光纖激光器鎖模光纖激光器

可以通過主動(dòng)鎖?；蛘弑粍?dòng)鎖模方法來產(chǎn)生超短脈沖。受限于調(diào)制器的響應(yīng)時(shí)間，主動(dòng)鎖模產(chǎn)生的脈寬較寬一般為皮秒量級(jí)；被動(dòng)鎖模利用的是被動(dòng)鎖模器件，響應(yīng)時(shí)間很短，可以產(chǎn)生飛秒量級(jí)的脈沖。下面簡(jiǎn)單介紹一下鎖模原理。 一個(gè)激光諧振腔里面有著無數(shù)個(gè)縱模，對(duì)于環(huán)形腔來說，縱模頻率間隔等于/CC L ，C 為光速，CL 為信號(hào)光在腔內(nèi)往返一周的光程長(zhǎng)度。一般來說光纖激光器的增益帶寬較大，會(huì)有大量的縱模同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，激光器所能容納的模式總數(shù)取決于縱模間隔 ?ν 和增益介質(zhì)的增益帶寬?？v模間隔越小，介質(zhì)的增益帶寬越大，則能支持的縱模數(shù)越多。反之，則越少。

對(duì)于光纖激光器來說，輸出光場(chǎng)的特性取決于縱模的相位特性。如果所有模式相互獨(dú)立，其相位間沒有確定的關(guān)系，激光器的輸出特性是多縱模振蕩；如果所有模式有確定的位相關(guān)系，則輸出的激光信號(hào)是超度脈沖，且峰值功率較大。

當(dāng)激光器處于多縱模振蕩時(shí)，激光頻譜是由等間隔縱模構(gòu)成，振幅是無規(guī)則的，相位在 ?π 到 π 之間隨機(jī)分布；在時(shí)域內(nèi)，其相位也是在一定范圍內(nèi)無規(guī)則起伏，導(dǎo)致強(qiáng)度分布類似噪聲。當(dāng)用響應(yīng)時(shí)間為 T 的器件探測(cè)此激光器的光強(qiáng)時(shí)，接收到的光強(qiáng) I (t )是所有滿足激光器振蕩條件的所有縱模光強(qiáng)的疊加。

由于各縱模之間相位彼此相互獨(dú)立無特定的位相關(guān)系，所以各縱模之間的相干項(xiàng)在時(shí)間平均下為零，輸出光強(qiáng)是各個(gè)縱模平均輸出光強(qiáng)之和，不會(huì)出現(xiàn)相干脈沖輸出，此即為多模自由振蕩激光器。

與多模自由振蕩激光器相反，如果能采取合適的措施，使相互獨(dú)立的縱模在相位上存在一定的關(guān)系，即使得相鄰縱模的位相差為一常數(shù)，則激光器的輸出特性將大為不同，將會(huì)輸出脈寬極窄、高峰值功率的脈沖。

脈沖之間的光強(qiáng)接近于 0。也可以通過頻譜分析儀觀察鎖模脈沖序列，如果激光器鎖模后，則頻譜儀會(huì)出現(xiàn)一系列穩(wěn)定的等間距的尖峰，間距就是腔內(nèi)的縱模間隔。如果激光器是自由振蕩，則頻譜儀上的信號(hào)是一些列不穩(wěn)定無規(guī)則的尖峰。

脈沖光纖激光器展寬脈沖光纖激光器

由于孤子激光器的功率低，脈寬較寬且有克利邊帶，要輸出更高功率，更短的脈沖，一個(gè)方法就是引入展寬脈沖光纖激光器，也叫色散管理孤子光纖激光器，其基本原理就是在激光諧振腔中引進(jìn)正負(fù)色散兩種光纖進(jìn)行色散管理，這樣諧振腔中的脈沖來回振蕩的時(shí)候被周期性地展寬壓縮，減少了一個(gè)周期內(nèi)累積的非線性相移，可以提高激光器輸出的單脈沖能量，用這種方法可以產(chǎn)生納焦的飛秒脈沖。同時(shí)由于腔內(nèi)色散是變化的，克利邊帶將無法產(chǎn)生，得到底座小的高質(zhì)量脈沖（剩下的底座是高階色散引起）。要用這種結(jié)構(gòu)產(chǎn)生增益帶寬極限的脈沖，腔內(nèi)和腔外的色散均需要優(yōu)化。

隨著光纖激光器的快速發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來越高，目前主要的市場(chǎng)應(yīng)用為工業(yè)材料加工領(lǐng)域。

首臺(tái)10 kW的單模輸出的光纖激光器，其總體效率超過25%；光纖激光器產(chǎn)品的多模輸出功率已經(jīng)達(dá)到數(shù)萬瓦；超快脈沖激光的峰值功率已經(jīng)接近1 GW；德國(guó)弗勞恩霍夫技術(shù)研究所研制出平均400 W的飛秒激光器；英國(guó)巴斯大學(xué)實(shí)現(xiàn)了400~2 400 nm的超連續(xù)光譜光源，輸出功率大于10 W等，都極大地推動(dòng)了光纖激光器在應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。

隨著光通信網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的飛速發(fā)展，光纖激光器技術(shù)正在不斷向廣度和深度方面推進(jìn)。相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，特別是以光纖光柵、濾波器和光纖技術(shù)等為基礎(chǔ)的新型光纖器件等的陸續(xù)面世，將為光纖激光器的設(shè)計(jì)提供新的思路和方法。盡管目前多數(shù)類型的光纖激光器仍處于實(shí)驗(yàn)室研制階段，但已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中充分顯示出了優(yōu)越性。

光纖激光的工業(yè)應(yīng)用，已經(jīng)從低功率（百瓦級(jí)）的打標(biāo)、雕刻向更高功率（千瓦級(jí)到萬瓦級(jí)）的金屬和陶瓷的切割、焊接等方面發(fā)展。在汽車和造船等行業(yè)中，結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便的高功率光纖激光器具有巨大的市場(chǎng)潛力?？梢灶A(yù)見，光纖激光器必將在未來的光通信、軍事、工業(yè)加工、醫(yī)療、光信息處理、全色顯示和激光印刷等領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。 解讀詞條背后的知識(shí)

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