定義：輸出功率（>10W）很高的
光纖激光器和光纖放大器。
,.FTw, < 第一臺光纖
激光器的輸出功率只有幾個毫瓦，近來光纖激光器發(fā)展很快，得到高功率光纖放大器，尤其是放大器的輸出功率可以達(dá)到幾十上百瓦，甚至在某些單模光纖中得到上千瓦。這是由于光纖很大的表面積體積比（避免多余的熱）和導(dǎo)波（波導(dǎo)）性質(zhì)，避免了在很高溫度下的熱光效應(yīng)問題。
0h shHv- 光纖激光器技術(shù)與其它的高功率固態(tài)體激光器、薄盤激光器等相比具有很大的競爭力。
Dlj=$25 ap%o\&T; 雙包層光纖和光束質(zhì)量
)dL?B9d: jX&&@z Mq =w A< F 圖1：具有氣體包層的雙包層光纖結(jié)構(gòu)圖。
(+]k{ 通常高功率光纖激光器和放大器都是采用稀土摻雜雙包層光纖，又通過光纖耦合的高功率二極管棒或者其它激光二極管泵浦。泵浦管并不是進(jìn)入光纖纖芯，而是進(jìn)入內(nèi)包層，也是在內(nèi)包層產(chǎn)生激光。產(chǎn)生的激光光束質(zhì)量很好，甚至可以得到衍射極限的光束質(zhì)量，需要采用單模的光纖。因此，光纖激光器輸出光的亮度比泵浦光的亮度高幾個數(shù)量級，盡管輸出功率比泵浦光小。（通常泵浦效率大于50%，有時甚至大于80%）因此這種光纖激光器可以用來作為亮度轉(zhuǎn)換器，也就是提高光亮度的裝置。
Sw1]]-Es 對于特別高的功率，纖芯面積需要足夠大（參閱大模式面積光纖），因?yàn)檫@時光強(qiáng)會很高，還有一個原因就是雙包層光纖中包層與纖芯面積比值很大從而導(dǎo)致泵浦吸收很小。當(dāng)纖芯面積達(dá)到幾千平方微米的量級，采用單模纖芯是可行的。采用多模光纖，模式面積比較大時也可以得到質(zhì)量相當(dāng)好的輸出光束，這時光波主要是基模。（通過將光纖繞成圈也可以在一定程度上一直高階模式的激發(fā)，高功率時的強(qiáng)模式耦合情況除外[14]）模式面積變得更大后，光束質(zhì)量不再能保持衍射極限，但相比于例如工作于相似功率強(qiáng)度下的棒激光器，得到的光束質(zhì)量仍是相當(dāng)好了。
?XOeMI h/TPd] ^}1RDdQ"U 注入泵浦光
g41Lh3dj 1yB;"q&Xd 關(guān)于怎樣注入非常高功率的泵浦光有幾種方式可以選擇。最簡單的方式就是直接在光纖端口泵浦包層。這種方法無需特別的光纖部件，但是高功率泵浦光需要在空氣尤其是空氣玻璃界面?zhèn)鞑ィ瑢覊m或者不對準(zhǔn)非常敏感。許多情況下，會優(yōu)先選擇使用光纖耦合的泵浦二極管，這樣泵浦光一直在光纖中傳輸。還有一種選擇是將泵浦光輸入到無源光纖中（未摻雜），將無源光纖纏繞在摻雜光纖周圍，這樣泵浦光被逐漸轉(zhuǎn)移至摻雜光纖中。有一些方法是采用專門的泵浦結(jié)合裝置，將一些泵浦光纖和摻雜信號光纖融合在一起。還有其它的方法基于邊泵浦的光纖線圈（光纖盤激光器）[3]，或者在泵浦包層刻槽這樣泵浦光可以注入進(jìn)去。后種技術(shù)允許泵浦光多點(diǎn)注入，因此可以更好的分配熱負(fù)荷。
圖2：高功率雙包層光纖放大器裝置圖，泵浦光通過自由空間進(jìn)入光纖端口。氣體玻璃界面必須嚴(yán)格對準(zhǔn)和潔凈。
T4!]^_t^ 所有的注入泵浦光的方法之間的比較狠復(fù)雜，因?yàn)樯婕暗胶芏喾矫妫恨D(zhuǎn)移效率，亮度損耗，易加工，靈活操作，可能的背向反射，從纖芯泄漏至泵浦
光源的光，保持偏振的選擇等。
` `;$ Kr r3j8[&B" 激光器和放大器
$Qy(ed ''v1P v- 理論上產(chǎn)生高功率激光最簡單的方法是采用幾個鏡子直接構(gòu)建一個腔激光器。然而，通常高功率光纖裝置會與激光放大器結(jié)合起來，也就是采用MOFA結(jié)構(gòu)（主振蕩光纖激光器）。這種結(jié)構(gòu)具有一些優(yōu)點(diǎn)。低功率的種子激光在線寬、激光噪聲、
波長調(diào)諧、脈沖產(chǎn)生等方面的性質(zhì)比較容易控制，激光器腔內(nèi)功率則更高一些（盡管作為高增益裝置，光纖激光器允許很強(qiáng)的輸出耦合）。另外，采用調(diào)制器方案更好，這樣可以把各級的放大器連起來。在有些情況，尤其是采用種子激光器的情況，通常采用多級放大器，這時在放大器鏈上模式面積和泵浦功率都逐漸增大。
)q l?} Gm2rjpZeq 納秒脈沖
tiE+x|Ju" 'c$9[| x 通常用于材料加工的高功率激光器為調(diào)Q激光器，產(chǎn)生很強(qiáng)的納秒脈沖。在這個領(lǐng)域，光纖裝置主要在峰值功率上受限制：需要遠(yuǎn)離各種非線性效應(yīng)，自聚集效應(yīng)將峰值功率限制在幾個兆瓦，即使通過增大模式面積也不能再增大。實(shí)際得到的峰值功率都小于1兆瓦，即使對于大模式功率的光纖也不例外。也就是說，如果脈沖長度為1ns，脈沖能量則小于幾個毫焦耳。
r Fy9K4D 光纖裝置的高增益也使靈活的MOPA裝置易于實(shí)現(xiàn)，它采用增益開關(guān)激光二極管作為種子激光。這種方案不同于調(diào)Q激光器，它可以調(diào)整脈沖長度而不會改變脈沖重復(fù)率。
;5|E po M a+~o: 5 超短脈沖
?^ErrlI_ \7 j)^ 光纖放大器大的增益帶寬可以用來放大超短脈沖。然而，這時強(qiáng)的光纖非線性效應(yīng)影響很大，因?yàn)槟芰亢芨叩娘w秒脈沖具有非常大的峰值功率。除了存在對光纖損傷的危險之外，強(qiáng)非線性效應(yīng)引起強(qiáng)的脈沖畸變，另外很高的色散（包含高階色散）也是一個問題。尤其需要考慮脈沖質(zhì)量時，這些因素都需要認(rèn)真考慮。
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