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超快光纖飛秒激光器的基本原理 超快光纖激光器的優(yōu)勢有哪些

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摘要:超快光纖激光器是皮秒和飛秒量級的,超快光纖激光器可以理解為超快技術(shù)+光纖激光,就是將超快激光通過光纖媒介來實現(xiàn)。因此,它也具備了超快激光和光纖激光的雙重優(yōu)勢。超快光纖激光器的優(yōu)勢在于高穩(wěn)定性,免維護(hù);易于集成化,體積??;輸出光斑質(zhì)量好;表面積/體積比大,易于散熱;增益光纖單程效率高。

一、超快光纖飛秒激光器是什么

飛秒光纖激光器是主體以光纖為基礎(chǔ),包括光纖做成的增益介質(zhì),光纖做成的鎖模諧振器等等,制造的飛秒脈沖激光器。光纖飛秒激光器以其小型化、便攜化、風(fēng)冷卻、低成本和穩(wěn)定性高等優(yōu)勢被認(rèn)為是新一代的飛秒激光器,是光纖頻率梳的核心種子光源,光纖頻率梳已成為很多高端研究的基礎(chǔ)科學(xué)儀器。

二、超快光纖飛秒激光器的基本原理

超快光纖激光器作為諸多超快激光應(yīng)用系統(tǒng)的核心部件,其性能是整個應(yīng)用系統(tǒng)的首要限制因素。然而,目前超快光纖激光器在性能方面還有很多需要改善和提高的地方,因此其性能的提升仍舊是當(dāng)前超快光纖激光器的研究方向之一。未來,更窄的脈沖寬度、更高的功率輸出、更高的重復(fù)頻率、脈沖形狀以及脈沖波長范圍的拓展等是研發(fā)人員關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域。只有當(dāng)各個維度的性能整體穩(wěn)步提升后,才能更好地滿足不同領(lǐng)域的應(yīng)用需求。

三、超快光纖激光器的優(yōu)勢有哪些

1、輕量化易安裝:光纖較柔軟可以彎曲,光纖激光器通常可以做到小型輕量化,在降低了購置成本的同時安裝也方便靈活。

2、維護(hù)成本低:受熱透鏡效應(yīng)和熱致雙折射效應(yīng)等熱效應(yīng)影響,固體激光器的散熱模塊需要精心設(shè)計,由于作為激光介質(zhì)的光纖表面積/體積比值要比塊狀的固體激光器棒形介質(zhì)大4個量級以上,光纖激光器在100W內(nèi)可以通過空氣冷卻。同時光纖激光器不需要每月幾個小時的定期維護(hù)。

3、高光束質(zhì)量:光纖發(fā)射激光的數(shù)值孔徑較小,容易聚光的特性使其可達(dá)到大功率密度化,實現(xiàn)高分辨率加工,高光束質(zhì)量意味著光纖激光器可以使用在材料加工、醫(yī)療、科學(xué)和國防等高端制造領(lǐng)域。

4、能效更高:摻雜光纖激光與YAG晶體激光相比可以實現(xiàn)寬帶的光放大,并且泵浦光被封閉在光纖內(nèi),可以實現(xiàn)高效率泵浦。

5、長期穩(wěn)定性強(qiáng):不包含自由空間光學(xué)系統(tǒng)的光纖激光器,由于沒有空間光學(xué)元件,不易受到塵埃、溫度、機(jī)械等影響。

6、易實現(xiàn)大功率化:由于泵浦模塊可以串聯(lián)和并聯(lián),可通過多種設(shè)計增加輸出功率。

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