光纤激光器的简介ppt
《光纤激光器》课件
光纤激光器市场规模持续增长 应用领域不断扩展，如医疗、通信、军事等 技术不断进步，如高功率、高亮度、高稳定性等 市场竞争加剧，国内外企业竞争激烈
工业制造：广泛应用于切割、焊接、打标等领域 医疗领域：用于手术、诊断、治疗等 科研领域：用于科学研究、实验等 通信领域：用于光纤通信、光传输等 军事领域：用于激光武器、激光制导等 环保领域：用于污染治理、资源回收等
频率调制是指通过改变激光 器的频率来改变其输出功率
光纤激光器的调制特性包括频 率调制、相位调制和强度调制
相位调制是指通过改变激光 器的相位来改变其输出功率
强度调制是指通过改变激光 器的强度来改变其输出功率
光纤激光器具有较高的抗电磁 干扰能力
光纤激光器对环境温度和湿度 的变化不敏感
光纤激光器可以工作在恶劣的 环境中，如高温、高压、高湿 度等
特点：高效、稳定、长寿命
作用：产生激光
组成：由两个反射 镜和一个增益介质 组成
工作原理：通过反 射镜的反射和增益 介质的放大，形成 稳定的激光输出
特点：具有高稳定 性和高效率
光纤：传输激光信号 激光器：产生激光信号
光束整形器：调整激光束的形状和方向
光束传输系统：将激光信号传输到目标 位置
控制系统：控制激光器的输出功率和频 率
激光制导武器：利 用光纤激光器进行 精确制导，提高打 击精度
激光通信：利用光 纤激光器进行远距 离、高速率的通信 传输
激光雷达：利用光 纤激光器进行目标 探测和跟踪，提高 探测精度和距离
激光武器：利用光 纤激光器进行高能 激光武器研发，提 高武器威力和射程
激光手术：用于眼 科、皮肤科、耳鼻 喉科等手术
PART THREE
材料：稀土离子掺杂光纤
光纤激光器ppt课件
光纤激光器的发展
1985年英国南安普敦大学的研究组取得突出成绩。 他们用 MCVD方法制作成功单模光纤激光器 ,此后他们先 后报道了光纤激光器的调Q、锁模、单纵模输出以及光纤 放大方面的研究工作。英国通信研究实验室(BTRL )于 1987年展示了用各种定向耦合器制作的精巧的光纤激光器 装置,同时在增益和激发态吸收等研究领域中也做了大量 的基础工作,在用氟化锆光纤激光器获得各种波长的激光 输出谱线方面做了开拓性的工作。世界上还有很多研究机 构活跃在这个研究领域 ,如德国汉堡技术大学 ,日本的 NTT、 三菱 ,美国的 贝尔实验室 ,斯坦福大学等。
Er3+(4F13/2—4I15/2)有1.54m发射谱线，与Nd激光器一 样，用0.514m的激光泵浦，便可产生振荡，其荧光光谱 有1.534和1.549m峰，寿命8—12ms。 Er激光为三能级激 光，因此用块状材料实现连续振荡比较困难，但用纤维激 光器，可实现空运连续振荡，阈值30mw左右。插入衍射光 栅，也可在1.53—1.55m范围内实现波长可调性。
光纤激光器的优点
光纤激光器近几年受到广泛关注，这是因为它具有其它 激光器所无法比拟的优点，主要表现在: (1)光纤激光器中，光纤既是激光介质又是光的导波介质 ，因此泵浦光的耦合效率相当的高，加之光纤激光器能 方便地延长增益长度，以便使泵浦光充分吸收，而使总 的光-光转换效率超过60%； (2)光纤的几何形状具有很大的表面积/体积比，散热快， 它的工作物质的热负荷相当小，能产生高亮度和高峰值 功率，己达140mW/cm； (3)光纤激光器的体积小，结构简单，工作物质为柔性介 质，可设计得相当小巧灵活，使用方便； (4)作为激光介质的掺杂光纤，掺杂稀土离子和承受掺杂 的基质具有相当多的可调参数和选择性，光纤激光器可 在很宽光谱范围内(455-3500nm)设计运行，加之玻璃光纤 的荧光谱相当宽，插入适当的波长选择器即可得到可调 谐光纤激光器，调谐范围己达80nm；
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3.光纤激光器的泵浦结构
4.光纤激光器和其它激光器比较
和二氧化碳激光器比较 • 有更高峰值功率的脉冲激光，可以加工的材料种类更多； • 使用方便，采用光纤传输可以有更大的扫描范围； • 能量转换效率高，光纤激光器的电光转换效率为25％，而二氧化碳
光纤激光器
• 光纤激光器的发展历程 • 光纤激光器的基本原理 • 光纤激光器与其它激光器比较 • 几种实用的光纤激光器及其应用
1.光纤激光器的发展历程
2.光纤激光器的基本原理
• 工作物质：掺杂光纤； • 谐振腔：光纤环与两个反射镜组成； • 泵浦源：一般采用半导体激光器泵浦。
2.1 双包层稀土掺杂光纤
• redPOWERTM 紧凑激 光模块 (2W-10W)
• 最大输出可达10W， 波长1μm
5.2 大功率双掺杂光纤激光器 2
• IPG公司的大功率光纤 激光器YLR-SM Series
• 100W to 1.5kW output Optical Power
• 1060 to 1080nm Wavelength Range
5.8 高速短脉冲光纤激光器
美国Calmar公司10G皮 秒光纤激光器 PSL-10XX
• 波 长 范 围 ： 1530-1565 nm可调或范围内固定
• 重复频率：5-11G可调或 10G固定，脉宽：1-10ps 可调或范围内固定，平 均输出功率：>20mW
• 高速短脉冲光源对于光 时分复用系统，光学取 样技术等有重要的意义，
DBR型窄线宽光纤激光器
5.6 窄线宽光纤激光器 1
• NP Photonics 公司的窄 线宽光纤激光器
• Very narrow linewidth (long coherent length) <3 kHz
光纤激光器ppt
Resonant Fiber Laser光纤激光器BY 12046210目录概述原理特性光纤激光器优势光纤激光器关键技术总结光纤激光器概述自从光纤激光器问世后，高功率光纤激光器成为激光领域最为活跃的研究方向之一。
随着新型泵浦技术的采用和大功率半导体激光器制造工业的进一步发展成熟，光纤激光器得到了飞速发展。
光纤激光器应用范围非常广泛，包括激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻激光打标激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接（铜焊、淬水、包层以及深度焊接）、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设，作为其他激光器的泵浦源等等。
从原理上来讲光纤激光器和传统的固体、气体激光器一样，光纤激光器也是由泵浦源、增益介质、谐振腔三个基本要素组成。
泵浦源一般采用高功率半导体激光器，增益介质为稀土掺杂光纤或普通非线性光纤，谐振腔可以由光纤光栅等光学反馈元件构成各种直线型谐振腔，也可以用耦合器构成各种环形谐振腔。
泵浦光经适当的光学系统耦合进入增益光纤，增益光纤在吸收泵浦光后形成粒子数反转或非线性增益并产生自发发射。
所产生的自发发射光经受激放大和谐振腔的选模作用后，最终形成稳定激光输出。
以稀土掺杂光纤激光器为例，掺有稀土离子的光纤芯作为增益介质，掺杂光纤固定在两个反射镜间构成谐振腔，泵浦光从M1入射到光纤中，从M2输出激光。
当泵浦光通过光纤时，光纤中的稀土离子吸收泵浦光，其电子被激励到较高的激发能级上，实现了离子数反转。
反转后的粒子以辐射形成从高能级转移到基态，输出激光。
光纤激光器作为第三代激光技术的代表，具备很多优势（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。
光纤激光器 PPT课件
7.3 激光打孔
二、激光打孔工艺参数的影响
※ 激光打孔中离焦量对打孔的影响 当激光聚焦于材料上表面时，打出的孔比较深，锥度较小。在焦点处于表面下某一 位置时相同条件下打出的孔最深；而过分的入焦和离焦都会使得激光功率密度大大 降低，以至打成盲孔（图7-15）。
图7-15 离焦量对打孔质量的影响
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7.3 激光打孔
图9-6 受激拉曼散射光纤激光器示意图
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9.1.2 光纤激光器
2.光纤激光器的分类及应用 (3)光纤光栅激光器 DBR光纤激光器基本结构如图9-7所示，利用一段稀土掺杂光纤和一对相同谐振 波长的光纤光栅构成谐振腔，它能实现单纵模工作。
图9-7 DBR光纤光栅激光器基本结构示意图
DFB光纤光栅激光器基本结构如图9-8所示，在稀土掺杂光纤上直接写入的光栅 构成谐振腔，其有源区和反馈区同为一体。
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7.4 激光切割
二、激光切割分类及其机理
※ 汽化切割:工件在激光作用下快速加热至沸点，部分材料化作蒸汽逸去，部分 材料为喷出物从切割缝底部吹走。这种切割机制所需激光功率密度一般为108Ｗ /cm2左右，是无熔化材料的切割方式 ※ 熔化切割: 激光将工件加热至熔化状态，与光束同轴的氩、氦、氮等辅助气流 将熔化材料从切缝中吹掉。熔化切割所需的激光功率密度一般为107Ｗ/cm2左右
※ 氧助熔化切割: 金属被激光迅速加热至燃点以上，与氧发生剧烈的氧化反应 （即燃烧），放出大量的热，又加热下一层金属，金属被继续氧化，并借助气体 压力将氧化物从切缝中吹掉。
三、激光切割的工艺参数及其规律
※ 激光功率: 激光切割时所需功率的大小，是由材料性质和切割机理决定的。 ※ 切割速度: 在一定功率条件下，板厚越大，切割速度越小。切割速度对切口表 面粗糙度也有较大影响。
认识光纤激光器
谐振腔
谐振腔是光纤激光器中的另一个重要组成部分，它由两个 反射镜或一个反射镜和一个散射腔镜组成，用于形成光的 振荡路径。在谐振腔的作用下，光子在增益介质中不断反 射和放大，最终形成稳定的激光输出。
谐振腔的设计对于光纤激光器的性能至关重要，它决定了 激光的波长、模式和功率等参数。为了获得高质量的激光 输出，需要精确控制谐振腔的长度和反射镜的反射率。
聚焦性能好
光纤激光器的光束质量较好，能够实 现较小的聚焦直径和较高的焦斑能量 密度，有利于提高加工精度和加工效 率。
结构紧凑
体积小
光纤激光器的结构紧凑，体积较小， 能够节省空间，方便集成到各种加工 设备中。
重量轻
光纤激光器的重量较轻，能够降低设 备的整体重量，方便设备的移动和维 护。
易于维护
模块化设计
总结词
随着工业加工和国防科技的发展，高功率光纤激光器在军事、工业、医疗等领域的应用越来越广泛。
详细描述
高功率光纤激光器能够输出更高的激光能量，具有更高的光束质量和更长的使用寿命，是未来激光技术的重要发 展方向之一。
超快光纤激光器
总结词
超快光纤激光器以其独特的脉冲宽度和高峰 值功率，在科学研究、工业生产和医疗领域 具有广泛的应用前景。
输出光
输出光是光纤激光器产生的激光，其波长、功率和模式等参数取决于谐振腔的设计和增益介质的性质 。光纤激光器的输出光通常具有高亮度、高纯度、低发散角等特点，使其在各种领域具有广泛的应用 前景。
为了获得稳定的激光输出，需要对光纤激光器进行精细的调节和控制。这包括对泵浦光和增益介质的 控制、对谐振腔的调整以及对输出光的监测和反馈控制等。
03
光纤激光器的特点与优势
高效稳定
高效
光纤激光器简介
光纤激光器的发展
激光器 问世不久，美国光学公司（American optical corporation）的 Snitzer 和Koester分别于1963年和1964年首先提出光纤激光器和放大器的构 思。1966年高锟和Hockham 提出了光纤通信的基本概念。1970年后光纤通 信经历研究开发阶段（1966-1976），实用化阶段（1977-1986）。1986年以 后迅速进入大规模光纤通信建设阶段。随着光通信的迅猛发展，光纤制造 工艺与半导体激光器生产技术日趋成熟，为光纤激光器和放大器的发展奠 定基础。英国的南安普敦大学和通讯研究实验室、德国汉堡技术大学、美 国的Polaroid Corporation、Bell实验室，日本的NTT、Hoya均在光纤激光器 研究中取得许多重要成果。近年来，美国IPG Photonics公司异军突起，展 示S、C、L Bands 的各种光纤放大器，高功率的EDFA，Raman光纤激光器 和双波长Raman光纤激光器，并推出各种商用掺Yb高功率光纤激光器，最 大功率达1万瓦；单模输出功率高达1000W,光束质量非常好。
高能态 亚稳态
1350nm
444III111513///222 4I9/2
下能级
钕离子（Nd3+）能级结构
3.上转换能级的结构
可见光波段激光的产生源于上转换过程。频率上转换是指来自同一 （或不同）泵浦激光器的多个光子被掺杂离子同时吸收，该离子跃迁到 能极差大于单个泵浦光子能量的能级上，使得激光器的工作频率高于泵 浦光频率的过程。
光纤激光器简介
目录第一章、激光基础第二章、激光器第三章、光纤的特性第四章、光纤激光器第五章、实验室激光器型号及操作安全第一章激光基础1.1什么是激光激光在我国最初被称为“莱赛”，即英语“Laser”的译音，而“Laser”是“Light amplification by stimulated emission of radiation”的缩写。
意为“辐射的受激发射光放大”，大约在1964年，根据钱学森院士的建议，改名为“激光”。
激光是通过人工方式，用光或者放电等强能量激发特定的物质而产生的光。
激光的四大特性：高亮度、高单色性、高方向性、高相干性。
具有高亮度的激光束经过透镜聚焦后，能在焦点附近产生数千度乃至上万度的高温，这就使其能够加工几乎所有材料。
由于激光的单色性极高，从而保证了光束能精确地聚焦到焦点上，得到很高的功率密度。
1.2激光产生的基本理论1.2.1原子能级和辐射跃迁按照玻尔的氢原子理论，绕原子核高速旋转的电子具有一系列不连续的轨道，这些轨道称为能级,如图1-1。
图1-1 原子能级图当电子在不同的能级时，原子系统的能量是不相同的，能量最低的能级称为基态。
当电子由于外界的作用从较低的能级跃迁到较高的能级时，原子的能量增图1-2 电子跃迁图加，从外界吸收能量。
反之，电子从较高能级跃迁到较低能级时，向外界发出能量。
在这个过程中，若原子吸收或发出的能量是光能（辐射能），则称此过程为辐射跃迁。
发出或吸收的光的频率满足普朗克公式（hv=E2-E1）。
1.2.2受激吸收、自发辐射、和受激辐射受激吸收：处于低能级上的原子，吸收外来能量后跃迁到高能级，则称之为受激吸收。
自发辐射：由于物质有趋于最低能量的本能，处于高能级上的原子总是要自发跃迁到低能级上去，如果跃迁中发出光子，则这个过程称为自发辐射。
两个能级之间的能量差越大，自发辐射过程所放出的光子频率就越高。
如同弹琴，如果用力拉紧琴弦，琴发出的音调频率就高，反之则低。
自发辐射光极为常见，普通光源的发光就包含受激吸收与自发辐射过程。
光纤激光器简介
光纤激光器简介二、光纤激光器的结构和类型1.光纤激光器的结构要产生激光，必须具备工作介质、泵浦源和谐振腔这三个基本条件。
光纤激光器一般是采用掺杂光纤作为工作介质，以光纤光栅、光纤环形镜或光纤端面等作为反射镜来构成反馈腔。
光纤激光器普遍采用光泵浦，泵浦被耦合进光纤，由于光纤纤芯很细，在泵浦光的作用下光纤内容易形成高功率密度，造成激光工作介质的能级上“粒子数反转”，再加上合适的反馈装置构成谐振腔，就能够产生激光振荡。
1.1 泵浦方式(1)小功率LD端面泵浦.。
采用一定的耦合系统将泵浦光会聚到较小的激光介质表面,可以实现激光器表面处的高泵浦功率密度,实现对激光介质的高效泵浦.这种小功率激光器的单模纤芯直径只有9um，它只能采用端面泵浦，无法承受太高的功率密度。
同时单模纤芯对LD的模式提出了严格的要求，只有单模光才可以耦合进纤芯进行有效泵浦，但是大功率单模LD至今无法实现，该种结构一直局限于光通信领域。
(2)高功率泵浦.其中一个典型的结构及时采用杈纤进行侧面泵浦,其结构如图1.2 谐振腔结构(1)线形腔a. DBR光线激光器. DBR光纤激光器使用两个较高反射率的光纤光栅作为反射镜，将其置于掺杂光纤的两端，构成线形激光谐振腔来增强模式选择。
b.DFB光纤激光器. 是利用直接在稀土掺杂光纤写入的光栅来构成谐振腔的。
(2)环形腔光纤环形谐振腔的结构如图..1.3增益介质现在大部分的光线激光器都采用掺杂光纤作为增益介质。
目前,比较成熟的有源光纤中掺入的稀土离子有Er3+、Nd3+、Yb3+。
掺铒光纤在1.55um波长具有很高的增益，对应低损耗第三通信窗口，由于其潜在的应用价值，掺铒光纤激光器发展十分迅速。
掺镱光纤激光器是1.0-1.2um 波长的通用源，Yb3+具有相当宽的吸收带（800-1064nm）以及相当宽的激发带（970-1200nm），故泵浦源的选择非常广泛且泵浦源和激光都没有受激态吸收。
2.光纤激光器的类型2.1 按照光纤材料的种类，光纤激光器可分为：(1) 晶体光纤激光器。
光纤激光器共35页37页PPT
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
光纤激光器共35页
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
45、自己的饭量自己知道。——苏联
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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光纤光栅的耦合模理论
耦合模理论是研究光纤光栅中应用范围最广的 一种方法，能够比较全面、细致、全程地描述光波 藕合行为，可以用于分析DFB半导体激光器、各种 波导耦合器件等多个领域中的电磁波活动。 它是以表述模场幅度如功率在传输过程中变化 规律的微分方程为基础的模式理论。
光纤光栅的耦合模理论 从Maxwell方程组可以简单地推导出波导中光场所遵 守的Helmholtz方程: 式中E为电场强度，k。为真空中波矢，n是介质折 射率。光纤中所支持的光场模式可以表示为: 其中 Ψ为各模式的归一化横向模场分布，β为传输 常数，式中的+号与—号分别代表沿z轴正反向传播 的光场。 通常紫外光引起的折射率改变非常小，约为 量级，当作微扰处理是合理的。根据微扰理论，经过紫外 曝光后光栅区的光场可以表示为曝光前光纤所支持的光场 模式完备集的叠加:
光纤激光器的应用
材料处理 的应用 标刻应用 激光切割的 应用 材料弯曲 的应用
光纤激光器原理
光纤激光器主要由泵源、耦合器、掺稀土元素光 纤、谐振腔等部件构成, 结构如图所示.泵源由一个或 多个大功率激光二极管构成, 其发出的泵浦光经特殊 的泵浦结构祸合到作为增益介质的掺稀土元素光纤内, 泵浦波长上的光子被掺杂光纤介质吸收, 形成粒子数 反转, 受激发射的光波经谐振腔镜的反馈和振荡形成 激光输出
光纤激光器原理
在几乎各种光纤激光器特别是掺杂光纤激光器中，光 纤光栅都发挥着十分重要的作用，利用光纤光栅构成其 谐振腔的激光器结构得到了越来越多的关注。光纤光栅 起着激光选频、反馈或兼有放大的功能，巧妙地取代了 镜片式传统光学谐振腔，解决了光路需调节的问题;它与 稀土光纤的结合使得光纤激光器真正实现了全光纤结构; 它精密的频率选择性可以获得单纵模窄线宽的激光输出， 还可以降低噪声;它良好的调谐特性可以使激光器形成连 续可调输出;利用多反射峰的光纤光栅可以实现光纤激光 器的多波长输出;如果将多反射峰与调谐性能结合起来还 可以实现可选波长激光器。下面介绍一下光纤光栅的原 理。
王照勇
引言
光纤激光器是在EDFA技术基础上发展起来的技术。 早在1961年，美国光学公司的E.Snitzer等就在光纤激 光器领域进行了开创性的工作，但由 于相关条件的 限制，其实验进展相对缓慢。而80年代低损耗的掺 铒光纤，从而为 光纤激光器带来了新的前景。
引言
近期，随着光纤通信系统的广泛应用和发展， 超快速光电子学、非线性光学、光传感等各种领域 应用的研究已得到日益重视。其中，以光纤 作基质 的光纤激光器，在降低阈值、振荡波长范围、波长 可调谐性能等方面，已明显取得进步，是目前光通 信领域的新兴技术，它可以用于现有的通信系统， 使之支 持更高的传输速度，是未来高码率密集波分 复用系统和未来相干光通信的基础。目前光纤激光 器技术是研究的热点技术之一。
THANK YOU!
光纤激光器的分类 分类依据 （1）谐振腔结构 法布里一珀罗(F一P:Fabry一Perot)腔、环形腔、环路 反射器光纤谐振腔等 （2）激光输出的时域特性 连续波光纤激光器与脉冲光纤激光器; （3）激光输出波长数目 单波长光纤激光器和多波长光纤激光器 （4）工作机制 上转换光纤激光器、下转换光纤激光器 （5）增益介质特性 稀土掺杂光纤激光器、塑料光纤激光器、基于非线 性效应的光纤激光器等
在弱波导耦合条件下， 是一个缓慢变化的包络 函数，它的二阶导数可忽略不计，考虑到各模式之间 的正交性，可推导出光栅区各模式之间的耦合方程为：
光纤激光器原理 式中的 为第k个模式和第j个模式的横向藕合系数，可表示为
对于用单模光纤制作的Bragg光栅来说，光纤光栅中只 支持正反向基模之间的藕合，近似可得到最简单常用 的基模藕合方程:
新型的光纤激光器技术
多波长光纤激光器
基于光纤的超连续光纤激光器
锁模光纤激光器 频率上变换光纤激光器
结语
随着光通信网络及相关领域技术 的飞速发展，光纤激光器技术正பைடு நூலகம்不 断向广度和深度方面推进； 以光纤光栅、滤波器、光纤技术等为基础的新 型光纤器件等的陆续面市，将为光纤激光器的 设计提供新的对策和思路。包层泵浦光纤激光 器和单波长、 2lRFL和3lRFL的面市，无疑体现出 光纤激光器的巨大潜力。尽管目前多数类型的 光纤激光器仍处于实验室研制阶段，但已经在 实验室中充分显示其优越 性。
包层泵浦光纤激光器技术 双包层光纤的出现无疑是光纤领域的一大突破，它使 得高功率的光纤激光器和高功率的光放大器的制作成为 现实。多模并行包层泵浦技术特性决定了该类激光器有 以下几方面的突出性能： 高功率
新型的光纤激光器技术
早期对激光器的研制主要集中在研究短脉 冲的输出和可调谐波长范围的扩展方面。今天， 密集波分复用(DWDM)和光时分复用技术的飞速 发展及日益进步加 速和刺激着多波长光纤激光 器技术、超连续光纤激光器等的进步。同时， 多波长光纤激光器和超连续光纤激光器的出现， 则为低成本地实现Tb/s的DWDM或 OTDM传输提 供理想的解决方案。就其实现的技术途径来看， 采用EDFA放大的自发辐射、飞秒脉冲技术、超 发光二极管等技术均见报道。
包层泵浦光纤激光器技术
在常规阶跃折射率光纤的纤芯3 和外包层5之间增加了一层用于传 输多模泵浦光的内包层4.纤芯3中掺杂有稀土离子, 和传统的单模 光纤纤芯相似, 用于传输信号光, 并实现对信号光的单模放大利用 光耦合系统2 将多个多模激光二极管1发出的泵浦光耦合至光纤内 包层4中, 多模泵浦光在内包层传输时会反复穿过单模光纤纤芯3 , 这样掺杂在纤芯3 中的稀土离子就会吸收泵浦光能量, 其外层电子 从基态跃迁到上能级, 实现粒子数反转, 然后通过跃迁产生自发辐 射光通过在光纤内设置的光纤光栅6的选频作用, 特定波长的自发 辐射光可被振荡放大而最后产生激光输出
其中：
光纤激光器原理 通过不同波长处的反射系数 就可得到光纤光栅 对应的反射率 和群时延特性 ：
对于其它周期不均匀或折射率调制不均匀等复 杂结构的光纤光栅就只能够借助于数值求解方 法了。
光纤激光器的优越性
优越性主要体现在：
光纤激光器是波导式结构，可容强泵浦，具有 高增益、转换效率高、阈值低、输出光束质量好、 线宽窄、结构简单、可靠性高等特性，易于实现 和光纤的耦合。
包层泵浦光纤激光器技术
双包层光纤的出现无疑是光纤领域的 一大突破，它使得高功率的光纤激光器 和高功率的光放大器的制作成为现实。 自1988年E Snitzer首次描述包层泵浦光 纤激光器以来，包层泵浦技术已被广泛 地应用到光纤激光器和光纤放大器等领 域，成为制作高功率光纤激光器首选途 径。 目前，该技术被称为多模并行包层 泵浦技术。
参考文献
《基于光纤光栅的光纤激光器、滤波器和倾斜光纤光栅 的研究》 许鸥 博士学位论文 北京交通大学 《多波长、单纵模光纤激光器的研究》 冯素春 博士学位论文 北京交通大学 / 中国知网 /refbook / 铁血搜索
光纤光栅的耦合模理论
分别表示沿:轴正反方向传输的第j个模 式光场的慢变幅度。光栅区的折射率调制具有周期 性，可以按傅立叶级数展开，且用相位掩模板或全 息干涉等方法制作的光栅可近似地看作正弦调制， 高次项所对应的幅度很小而被忽略，此时光纤芯区 的折射率可简单地表示为:
光纤激光器原理 是折射率的调制周期，n。是紫外曝光前的纤芯折 射率， 是光致折射率变化的直流分量，ν是折射 率调制的条纹可见度，而 也就是折射率调 制的交流分量，必(z)则描述光栅周期的变化。同时， 归一化模场分布函数满足以下方程:
结语
目前光纤激光器的开发研制正向多功能化、 实用化方向发展。其中比较突出的光纤激光器 类型有：能根据客户需要波长而输出特定波长 的Raman光纤激光 器，针对WDM系统而开发的 基于超连续谱的多波长光纤激光器，能改变波 长间隔的多波长光纤激光器。可以预见，光纤 激光器将成为LD的有力竞争对手，必将在 未来 光通信、军事、工业加工、医疗、光信息处理、 全色显示和激光印刷等领域中发挥重要作用。