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古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。——苏轼

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MOPA放大技术

引言

1917年，Einstein在《关于辐射的量子理论》一文中首次提出了受激辐射的

概念，他认为:在物质与辐射场相互作用中，构成物质的分子或原子可以在光子

激励下产生新光子，这就为激光(受激辐射光放大)概念的提出打下了最初的理论

基础。但是，激光器的研究真正开始于1958年科学家Schawlow和Townes提出

的利用尺度远大于波长的开放式光学谐振腔实现激光器的思想和Bloembergen

提出的利用光泵浦三能级原子系统实现原子数反转的思想。之后，全球的研究小

组开始了一场研制世界上第一台激光器的激烈竞赛。很快，在1960年，世界上

第一台激光器诞生于美国California州休斯实验室，Maiman等科学家成功进行

了红宝石全固态激光器的实验演示，从此开启了激光器研究的大门。

光纤激光器的研究起源于1961年，当时Snitzer在纤芯为300的掺钕玻璃

波导中发现了激光辐射现象。随后，Snitzer等人又发表了有关共掺杂光纤中光放

大的论文，分别提出了光纤激光器和光纤放大器的构想。

1966年，高馄和Hockham首次讨论了研制低损耗光纤的可能性，为现代光

纤通信奠定了基础，也为通信波段光纤激光光源的研究提出了迫切的要求。

大约到了1975年左右，随着低损耗光纤的研制成功和作为光纤激光器泵浦

源的半导体激光器的不断实用化，光纤激光器和光纤通信的研究开始进入了快速

发展时期。

1985年，英国Southampton大学的Poole等人利用化学气相沉积法制作出了

第一根低损耗的单模掺铒光纤(Erbium-dopedFiber,EDF)并制作了掺铒光纤激光

器，标志着稀土离子掺杂技术走向成熟，也为各种掺杂增益光纤的制作奠定了基

础。

1987年，英国Southampton大学的Mears等人和美国Bell实验室的Desurvire

等人先后对掺铒光纤放大器进行了研究并验证了其可行性，实现了光纤通信线路

中的光放大，极大推动了光纤通信向更长中继传输距离发展。

随后的二十多年里，光纤激光技术得到了迅速的发展，已不仅仅只是用于光

纤通信。随着不同掺杂稀土离子光纤激光器被提出，如:掺铒、钕、镱、铥、铒/

镱共掺、铥/钬共掺等等，其应用范围已经拓展到传感、医疗、工业加工以及军

事国防等领域，尤其是高功率光纤激光器的提出，可谓是光纤激光器史上的一次

技术革命。

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百川东到海，何时复西归?少壮不努力，老大徒伤悲。——汉乐府

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1988年，美国Massachusetts州Polaroid公司首次提出了双包层光纤设计思

想，泵浦光进入包层中传输，但是圆形内包层吸收效率很低。

1994年，Pask等人首次实现了包层泵浦，并制作了包层泵浦掺镜光纤激光

器，获得500mW功率输出，中心波长为1040nm，使得在光纤中实现高功率激

射成为可能。

1999年，Dominic等人制作了掺镱双包层光纤激光器，功率达到了110W。