光纤激光器论文 .pdf

激光原理及应用

学校：红河学院

学院：理学院

专业：10物理学

姓名：***

学号：************

指导教师：***

摘要

光纤激光器作为光源在光通信领域已得到广泛应用，而随着大功率双保层光纤激

光器的出现，其应用正向着激光加工、激光测距、激光雷达、激光艺术成像、激光防伪和生

物医疗等更广阔的领域迅速扩展。本文以下内容概述了光纤激光器的原理、特点、应用及其

发展前景。

关键词：光纤激光器；应用扩展；基本原理

abstract

Fiberlaserasalightsourceinthefieldofopticalcommunicationhasbeenwidelyused,

andasthedual-protectionlayerofhigh-powerfiberlasersappear,itsapplicationis

towardtothelaserprocessing,laserranging,laserradar,laserartofimaging,securityand

bio-medicallaserrapidexpansionofawiderarea.Thefollowingarticleoutlinesthe

principlesoffiberlasers,characteristics,applicationsandprospectsfordevelopment.

Keywords:fiberlaserapplicationsdevelopmentprospects.

引言

所谓光纤激光器就是用光纤作激光介质的激光器，1964年世界上第一代玻璃激光器就

是光纤激光器。由于光纤的纤芯很细，一般的泵浦源（例如气体放电灯）很难聚焦到芯部。

所以在以后的二十余年中光纤激光器没有得到很好的发展。随着半导体激光器泵浦技术的发

展，以及光纤通信蓬勃发展的需要，1987年英国南安普顿大学及美国贝尔实验室实验证明

了掺铒光纤放大器（EDFA）的可行性。它采用半导体激光光泵掺铒单模光纤对光信号实现

放大，这种EDFA已经成为光纤通信中不可缺少的重要器件。由于要将半导体激光泵浦入

单模光纤的纤芯（一般直径小于10um），要求半导体激光也必须为单模的，这使得单模EDFA

难以实现高功率，报道的最高功率也就几百毫瓦。

为了提高功率，1988年左右有人提出光泵由包层进入。初期的设计是圆形的内包层，

但由于圆形内包层完美的对称性，使得泵浦吸收效率不高，直到九十年代初矩形内包层的出

现，使激光转换效率提高到50%，输出功率达到5瓦。1999年用四个45瓦的半导体激光

器从两端泵浦，获得了110瓦的单模连续激光输出。近两年，随着高功率半导体激光器泵

浦技术和双包层光纤制作工艺的发展，光纤激光器的输出功率逐步提高，采用单根光纤，已

经实现了1000瓦的激光输出。

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。光纤激光器技术是研究的热点技术之一。

光纤激光器由于其具有绝对理想的光束质量、超高的转换效率、完全免维护、高稳定

性以及体积小等优点，对传统的激光行业产生巨大而积极的影响。必威体育精装版市场调查显示：光

纤激光器供应商将争夺固体激光器及其他激光器在若干关键应用领域的市场份额，而这些市

场份额在未来几年将稳步看涨。到2010年，光纤激光器将至少占领工业激光器28亿美元

市场份额的四分之一。光纤激光器的销售量将以年增幅愈35%的速度攀升，从2005年的

1.4亿美元增至2010年的6.8亿美元。而同期，工业激光器市场每年增幅仅9%