雙包層光纖激光器物理與電子工程學(xué)院09光信2班0911030030魏旋輝摘要：光纖激光器作為光源在光通信領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，而隨著大功率雙保層光纖激光器的出現(xiàn)，其應(yīng)用向著激光加工、激光測(cè)距、激光雷達(dá)、激光藝術(shù)成像、激光防偽和生物醫(yī)療等更廣闊的領(lǐng)域迅速擴(kuò)展。關(guān)鍵詞：光纖、雙包層、高功率一、光纖激光器的簡(jiǎn)述光纖激光器是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質(zhì)的激光器，光纖激光器可在光纖放大器的基礎(chǔ)上開發(fā)出來：在泵浦光的作用下光纖內(nèi)極易形成高功率密度，造成激光工作物質(zhì)的激光能級(jí)“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”，如果加入正反饋回路（構(gòu)成諧振腔）便可形成激光振蕩輸出。二、光纖激光器的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)光纖激光器的基本結(jié)構(gòu)與固體激光器的結(jié)構(gòu)基本相同，光纖激光器是由增益介質(zhì)（即摻雜光纖）、諧振腔和泵浦源三部分組成光纖激光器是波導(dǎo)式結(jié)構(gòu)，可傳導(dǎo)強(qiáng)泵浦、有高增益（單程增益達(dá)50dB），稀土元素在玻璃基質(zhì)中有較寬的線寬和調(diào)諧范圍（Yb3+為125nm、Tm3+〉300nm)三、雙包層光纖激光器的能量應(yīng)用雙包層摻雜光纖的構(gòu)形如圖所示。雙包層摻雜光纖由纖芯、內(nèi)包層、外包層和保護(hù)層四個(gè)層次組成。Doped.lightoutercladding內(nèi)包層的作用：包繞纖芯，將激光輻射限制在纖芯內(nèi)；作為波導(dǎo)對(duì)耦合到內(nèi)包層泵浦光多模傳輸，使之在內(nèi)包層和外包層之間來回反射，多次穿過單模纖芯而被其吸收纖芯的作用：吸收進(jìn)入的泵浦光，輻射激光限制在纖芯內(nèi)；作為波導(dǎo)，激光限制在纖芯內(nèi)傳輸，控制模式。內(nèi)包層形狀在雙包層結(jié)構(gòu)中，泵浦光的吸收率與內(nèi)包層的幾何形狀和纖芯在包層結(jié)構(gòu)中的位置有關(guān)。此外，泵浦光被摻雜稀土離子的吸收率正比于內(nèi)包層和外包層的面積比。圖中為圓形和星形的內(nèi)包層光纖橫剖面示意圖

纖芯纖苦保護(hù)層外包層內(nèi)包層保護(hù)層外包層內(nèi)包層不同結(jié)構(gòu)的雙包層光纖，為了增加泵浦吸收率，又發(fā)展到采用纖芯纖苦保護(hù)層外包層內(nèi)包層保護(hù)層外包層內(nèi)包層不同結(jié)構(gòu)的雙包層光纖，為了增加泵浦吸收率，又發(fā)展到采用D形、方形和矩形內(nèi)包層等不同形狀(2)任意形狀光纖激光器雙包層泵浦技術(shù)雖取得良好的效果，但由于受包層截面積的限制影響泵浦功率的進(jìn)一步提高。盤狀、片狀、圓柱狀、環(huán)狀及棒狀等不

DdtkCylinder同結(jié)構(gòu)如圖DdtkCylinder同結(jié)構(gòu)如圖以平面狀的結(jié)構(gòu)為例，它用折射率與纖維包層相同的材料嵌入光纖的間隙，表面為光學(xué)表面，使泵浦光在盤內(nèi)全反射。泵浦光圓盤蘭體姑構(gòu)摟雜光纖値折射率居盤形光纖激光器的結(jié)構(gòu)泵浦光圓盤蘭體姑構(gòu)摟雜光纖値折射率居盤形光纖激光器的結(jié)構(gòu)四、雙包層光纖激光器的應(yīng)用光纖激光器在光纖通信領(lǐng)域有重要的應(yīng)用，而且正在迅速地向其他更為廣闊的激光應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展。由于光纖激光器的優(yōu)良性能，決定了它比半導(dǎo)體激光器和大型激光器（如各種體積龐大的、普通激光加工和YAG激光器）擁有更多的優(yōu)勢(shì)，不僅在光纖通信領(lǐng)域中越來越占有很重要的地位，還在激光技術(shù)領(lǐng)域中成為目前研究的最為活躍的激光光源之一，其中雙包層摻雜光纖激光器是近幾年研發(fā)的熱點(diǎn)。因而新型高功率光纖激光器將會(huì)引起激光科技人員和企業(yè)工程技術(shù)人員的極大關(guān)注，它已初露鋒芒地展現(xiàn)出一個(gè)美好的應(yīng)用前景。這種新型的高效率、長(zhǎng)壽命、小體積