光纤激光器的工作原理

1. 光纤激光器的工作原理

光纤激光器的工作原理如下：
由泵浦源发出的泵浦光通过一面反射镜耦合进入增益介质中，由于增益介质为掺稀土元素光纤，因此泵浦光被吸收，吸收了光子能量的稀土离子发生能级跃迁并实现粒子数反转，反转后的粒子经过谐振腔，由激发态跃迁回基态，释放能量，并形成稳定的激光输出。
光纤激光器的工作原理主要基于光纤激光器的特殊结构。激光器是由工作物质、泵浦源和谐振腔三部分组成，具体作用如下：
1、增益光纤为产生光子的增益介质。
2、抽运光的作用是作为外部能量使增益介质达到粒子数反转，即泵浦源。
3、光学谐振腔由两个反射镜组成，作用是使光子得到反馈并在工作介质中得到放大。

扩展资料：
光纤激光器的特点：
1、光束质量好。
光纤的波导结构决定了光纤激光器易于获得单横模输出，且受外界因素影响很小，能够实现高亮度的激光输出。
2、高效率。
光纤激光器通过选择发射波长和掺杂稀土元素吸收特性相匹配的半导体激光器为泵浦源，可以实现很高的光一光转化效率。对于掺镱的高功率光纤激光器，一般选择915纳米或975纳米的半导体激光器，荧光寿命较长，能够有效储存能量以实现高功率运作。
3、散热特性好。
光纤激光器是采用细长的掺杂稀土元素光纤作为激光增益介质的，其表面积和体积比非常大，约为固体块状激光器的1000倍，在散热能力方面具有天然优势。
中低功率情况下无需对光纤进行特殊冷却，高功率情况下采用水冷散热，也可以有效避免固体激光器中常见的由于热效应引起的光束质量下降及效率下降。
4、结构紧凑，可靠性高。
由于光纤激光器采用细小而柔软的光纤作为激光增益介质，有利于压缩体积、节约成本。
泵浦源也是采用体积小、易于模块化的半导体激光器，商业化产品一般可带尾纤输出，结合光纤布拉格光栅等光纤化的器件，只要将这些器件相互熔接即可实现全光纤化，对环境扰动免疫能力高，具有很高的稳定性，可节省维护时间和费用。
参考资料来源：百度百科-光纤激光器

2. 什么是光纤激光器？

3. 光纤激光器与各种激光器有哪些区别？

光纤激光器和半导体激光器的区别就是他们发射激光的介质材料不同。光纤激光器使用的增益介质是光纤，半导体激光器使用的增益介质是半导体材料，一般是砷化镓，铟镓申等。
（同理，固体激光器的增益介质一般是晶体或者玻璃，陶瓷等。气体的就是使用氦氖气，二氧化碳等。）半导体激光器的发光机理是粒子在导带和价带之间跃迁产生光子，因为是半导体，所以使用电激励即可，是直接的电光转换。而光纤不能够直接实现电光转换，需要用光来泵浦增益介质（一般用激光二极管泵浦），它实现的是光光转换。
光纤激光器散热好，一般风冷即可。半导体激光器受温度影响非常大，当功率较大时，需要水冷。半导体激光器就是用固体激光材料作为工作物质的激光器。一般由激光工作物质、激励源、聚光腔、谐振腔反射镜和电源等部分构成。这类激光器所采用的固体工作物质，是把具有能产生受激发射作用的金属离子掺入晶体而制成的。

4. 光纤激光器和半导体激光器的区别

光纤激光器和半导体激光器的区别就是他们发射激光的介质材料不同。光纤激光器使用的增益介质是光纤，半导体激光器使用的增益介质是半导体材料，一般是砷化镓，铟镓申等。（同理，固体激光器的增益介质一般是晶体或者玻璃，陶瓷等。气体的就是使用氦氖气，二氧化碳等。）半导体激光器的发光机理是粒子在导带和价带之间跃迁产生光子，因为是半导体，所以使用电激励即可，是直接的电光转换。而光纤不能够直接实现电光转换，需要用光来泵浦增益介质（一般用激光二极管泵浦），它实现的是光光转换。
　　光纤激光器散热好，一般风冷即可。半导体激光器受温度影响非常大，当功率较大是，需要水冷。
　　半导体激光器就是用固体激光材料作为工作物质的激光器。一般由激光工作物质、激励源、聚光腔、谐振腔反射镜和电源等部分构成。这类激光器所采用的固体工作物质，是把具有能产生受激发射作用的金属离子掺入晶体而制成的。

5. 光纤激光的原理是什么？

6. 光纤激光器的光纤熔接

首先要确认从哪里开始烧光纤？
1.如果从中间烧，可能是光纤本身的缺陷，如有裂痕，挤压，导致激光从纤芯漏出来，积累过多热量导致烧光纤
2.在激光器芯片耦合端燃烧，这个原因比较多
a.光纤固化不好，特别是很多用胶水黏结的工艺，当胶水因温度改变产生收缩，纤芯和激光光束不在中心对准，导致很多激光进入光纤包层（纤芯外面的那一层），然后从涂覆层出来，烧涂覆层（光纤的涂覆层燃点较低）
b.光纤端面镀膜质量差，有黑色麻点吸收激光产生高温
c.光纤端面或者侧面有脏污，特别是一些有机物吸附在其端面，导致激光在端面产生热量
d.芯片光束质量差，特别是光准直和聚焦做得不好，光斑过大，比纤芯还大，导致很多激光进入包层，这个会导致批量烧纤，很多芯片厂家都面临这个问题。

7. 光纤激光器和光纤放大器的区别是什么?

激光器是光源，可以直接发光，输出光信。通过输入的电信号控制激光器开关，就把输入的电信号调制成了光信号，然后输出光信号。
光放大器，不是光源。它将外部输入的电能转换成泵浦光，当有信号光入射时，在入射光的刺激下，泵浦光的能级发生跃迁，将泵浦光的能量转移到信号光上，将信号光功率进行加强，起到放大信号光的作用。

8. 光纤激光器有什么缺点？

光纤激光器作为第三代激光技术的代表，具有以下优势：
（1）玻璃光纤制造成本低、技术成熟及其光纤的可饶性所带来的小型化、集约化优势；
（2）玻璃光纤对入射泵浦光不需要像晶体那样的严格的相位匹配，这是由于玻璃基质stark
分裂引起的非均匀展宽造成吸收带较宽的缘故；
（3）玻璃材料具有极低的体积面积比，散热快、损耗低，所以上转换效率较高，激光阈值低；
（4）输出激光波长多：这是因为稀土离子能级非常丰富及其稀土离子种类之多；
（5）可调谐性：由于稀土离子能级宽和玻璃光纤的荧光谱较宽。
（6）由于光纤激光器的谐振腔内无光学镜片，具有免调节、免维护、高稳定性的优点，这是传统激光器无法比拟的。
（7）光纤导出，使得激光器能轻易胜任各种多维任意空间加工应用，使机械系统的设计变得非常简单。
（8）胜任恶劣的工作环境，对灰尘、震荡、冲击、湿度、温度具有很高的容忍度。
（9）不需热电制冷和水冷，只需简单的风冷。
（10）高的电光效率：综合电光效率高达20%以上，大幅度节约工作时的耗电，节约运行成本。
（11）高功率,目前商用化的光纤激光器是六千瓦。
缺点是
目前成本还很高，难以普及