脈沖光纖激光器是一種利用光纖作為增益介質的小型化光學激光器,具有輸出功率高、脈沖寬度窄、光束質量好、可靠性高等特點。
脈沖光纖激光器的基本結構包括泵浦源、增益光纖、諧振腔(或種子源)、調制器等關鍵部件,其工作原理基于 “受激輻射” 和 “脈沖調制技術”:
泵浦過程:泵浦源(多為高功率半導體激光器)發出的泵浦光(通過光纖耦合器注入增益光纖,使增益介質中的粒子從基態躍遷至高能級,形成粒子數反轉。
脈沖產生:通過調制器或調 Q、鎖模等技術,控制激光的輸出時間,形成脈沖激光。
調 Q 技術:通過改變諧振腔的損耗,積累高能級粒子后瞬間釋放,產生納秒(ns)級窄脈沖,峰值功率可達兆瓦級。
鎖模技術:使腔內不同頻率的激光形成固定相位關系,疊加產生超短脈沖,可實現皮秒(ps)、飛秒(fs)級脈沖,脈沖寬度甚至可達亞飛秒。
激光輸出:脈沖激光經光纖傳輸或透鏡準直后輸出,波長覆蓋紅外、可見光至紫外區域,具體取決于增益光纖的摻雜元素和結構設計。
分類:
按脈沖寬度:可分為飛秒、皮秒和納秒級別。
按輸出模式:可分為單模和多模光纖激光器。
其他類型:還有基于微環反饋耦合的光纖激光器等。