所謂高功率
光纖激光器,是相對(duì)于光纖通訊中作為載波的低功率光纖
激光器而言(功率為mW級(jí)),是定位于機(jī)械加工、激光醫(yī)療、汽車制造和軍事等行業(yè)的高強(qiáng)度
光源。高功率光纖激光器巧妙地把光纖技術(shù)與
激光原理有機(jī)地融為一體,鑄造了21世紀(jì)最先進(jìn)和最犀利的激光器。即使是在激光技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家,光纖激光器也是尖端、神秘和充滿誘惑的代名詞。
6ty>0 l?F&I.{J 一、光纖技術(shù)
EcBJ-j6d 9?VyF'r= 光纖激光器的最大特點(diǎn)就是一根光纖穿到底,整臺(tái)機(jī)器高度實(shí)現(xiàn)光纖一體化。而那些只在外部導(dǎo)光部分采用光纖傳輸或者LD泵浦源采用尾纖來耦合的激光器都不是真正意義上的光纖激光器。
t0[H_ &P+7Um( 光纖是以SiO2為基質(zhì)材料拉成的玻璃實(shí)體纖維,主要廣泛應(yīng)用于光纖通訊,其導(dǎo)光原理就是光的全反射機(jī)理。普通裸光纖一般由中心高折射率玻璃芯(芯徑一般為9-62.5μm) 、中間低折射率硅玻璃包層 (芯徑一般為125μm) 和最外部的加強(qiáng)樹脂涂層組成。光纖可分為單模光纖和多模光纖。單模光纖:中心玻璃芯較細(xì)(直徑9μm+0.5μm),只能傳一種模式的光,其模間色散很小,具有自選模和限模的功能。多模光纖:中心玻璃芯較粗 (50μm+1μm),可傳多種模式的光,但其模間色散較大,傳輸?shù)墓獠患儭?
N;<.::x .qjVw?E Z9:erKT '6^20rj 圖1
用于高功率光纖激光器中的光纖不是普通的通訊光纖,而是摻雜了多種稀有離子、結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜、耐高輻射的特種光纖---雙包層光纖。
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orGNza"A k{*IR 雙包層光纖比普通光纖在纖芯外多了一個(gè)內(nèi)包層,對(duì)泵浦光而言是多模的,直徑和受光角較大,能大肆吸收高亮度的多模泵浦光,在光纖內(nèi)聚集大量的光子。實(shí)踐證明:橫截面為D型和矩形的雙包層光纖具有95%的耦合效率因而得到廣泛應(yīng)用。對(duì)于脈沖光纖激光器而言,一個(gè)重大的課題就是如何提高光纖的耐輻射能力。目前世界上光纖激光器的單脈沖能力可以達(dá)到20,000W,一根頭發(fā)絲大小的光纖如何能承受如此高的激光輻射?所以必須考慮在光纖內(nèi)摻雜某種特殊離子防止光纖被燒壞。比如摻雜了鈰離子的光纖就是在核輻射情況下,既不會(huì)因染色而失去透光能力,更不會(huì)受熱變形。
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