5掺铒光纤激光器的工作原理.doc

PAGE  PAGE 14 收稿日期：2014-4-29；收到修改稿日期：2014-5-15 PAGE 1 基金项目：无 作者简介：郭冰清（1993-），女，本科生，光电子技术科学2011级。E-mail:tjuguobingqing@163.com 导师简介：胡明列（1978-），男，博士后，教授，目前研究方向为超短脉冲激光技术和光子晶体光纤技术。E-mail:huminglie@ *通信联系人。E-mail:tjuliuzhao@163.com 掺铒光纤激光器的工作原理 郭冰清 刘昭 韩达明 张红伟 （天津大学精密仪器与光电子工程学院 天津 300072） 摘要 光纤激光器由于其特有的优点，近些年受到广泛关注和研究，而掺铒光纤激光器（EDFL）则是几种比较成熟的光纤激光器之一。本文主要介绍了掺铒光纤激光器的工作原理，包括掺铒光纤激光器铒离子能级结构、泵浦机制和增益谱线，以及五种常见的谐振腔型，并对可调谐掺铒光纤激光器和多波长掺铒光纤激光器的工作原理进行了简单介绍。之后简述掺铒光纤激光器的特点，比较了掺铒光纤激光器与其他激光器的优势所在，并在此基础上详述了掺铒光纤激光器在光纤通信及光纤传感方面的应用及问题。最后对掺铒光纤激光器的发展进行了展望。 关键词 激光器；工作原理和应用；掺铒光纤激光器；谐振腔 中图分类号 TN248 ???文献标识码 A The Working Principle of Doped Fiber Laser GUO Bing-qing, LIU Zhao, HAN Da-ming, ZHANG Hong-wei (College of Precision Instrument and Optoelectronics Engineering, Tianjin University, Tianjin, 300072,China) Abstract In recent years, the optic fiber lasers are paid much attention and researched, due to its special advantages. And erbium-doped fiber laser is one of the several mature fiber lasers. This paper mainly introduces the working principle of erbium-doped fiber laser, including energy level structure of erbium ion, pumping mechanism, resonant cavity, gain spectrum, and five common resonant cavity. The principle of tunable erbium-doped fiber laser and multi wavelength erbium-doped fiber laser are introduced. After that, the paper introduces the characteristic of erbium-doped fiber laser, and the advantages comparing with other laser. And on this basis, its application in fiber communication and fiber sensing is elaborated. Finally, the prospects for the future of erbium-doped fiber laser are presented. Key words lasers; working principle and application; erbium-doped fiber lasers; resonator OCIS codes 140.3500; 140.3510; 140.3430 引言 掺稀土元素光纤激光器是利用在光纤中掺杂稀土元素引起的增益机制，通过引入反馈，实现激光振荡的。掺杂光纤激光器具有结构紧凑、微型化、全固化以及与传输光纤的通融性等特点，其可调参数多，选择范围宽。另外，由于光纤很细，所以在光纤内可形成高功率密度。特别是掺铒光纤激光器作为一种高性能激光源，受到越来越多的关注。掺铒光纤具有80 nm宽的增益谱轮廓，其工作波长恰好落在光纤通信的最佳波长区（1.31—1.55 μm），增益比较高，而且需要的泵浦功率也比较