脉冲光纤激光器是一种利用光纤作为增益介质的小型化光学激光器,具有输出功率高、脉冲宽度窄、光束质量好、可靠性高等特点。
脉冲光纤激光器的基本结构包括泵浦源、增益光纤、谐振腔(或种子源)、调制器等关键部件,其工作原理基于 “受激辐射” 和 “脉冲调制技术”:
泵浦过程:泵浦源(多为高功率半导体激光器)发出的泵浦光(通过光纤耦合器注入增益光纤,使增益介质中的粒子从基态跃迁至高能级,形成粒子数反转。
脉冲产生:通过调制器或调 Q、锁模等技术,控制激光的输出时间,形成脉冲激光。
调 Q 技术:通过改变谐振腔的损耗,积累高能级粒子后瞬间释放,产生纳秒(ns)级窄脉冲,峰值功率可达兆瓦级。
锁模技术:使腔内不同频率的激光形成固定相位关系,迭加产生超短脉冲,可实现皮秒(辫蝉)、飞秒(蹿蝉)级脉冲,脉冲宽度甚至可达亚飞秒。
激光输出:脉冲激光经光纤传输或透镜准直后输出,波长覆盖红外、可见光至紫外区域,具体取决于增益光纤的掺杂元素和结构设计。
分类:
按脉冲宽度:可分为飞秒、皮秒和纳秒级别。
按输出模式:可分为单模和多模光纤激光器。
其他类型:还有基于微环反馈耦合的光纤激光器等。