纖激光器具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、光束質(zhì)量好、光光轉(zhuǎn)換等優(yōu)點成為研究為廣泛的激光器之一。單頻納秒脈沖光纖激光器因為具有窄的光譜線寬,在相干合成、激光、激光測距等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。
由于納秒脈沖光纖激光器具有如下優(yōu)點:(1)光束質(zhì)量高。光纖的纖芯直徑在幾個微米的量級,能大大的提高激光器的光束質(zhì)量,從而滿足工業(yè)加工的需求。(2)散熱好。光纖激光器的體積很小,無需龐大的水冷系統(tǒng),高功率運轉(zhuǎn)時也只需要風(fēng)冷。(3)體積小。光纖具有良好的柔性,使得激光器可以設(shè)計得相當(dāng)小巧、結(jié)構(gòu)緊湊、易于集成,并且在高沖擊、強震動、高溫度、大灰塵等相對惡劣的環(huán)境中也能工作。(4)良好的光譜特性。通過改變不同摻雜的增益光纖和與之相匹配的光纖元器件,可以實現(xiàn)不同波長的激光輸出。因此,研究納秒脈沖光纖激光器已成為當(dāng)今的趨勢。

光纖激光器按激光輸出特性可分為連續(xù)光纖激光器和脈沖光纖激光器兩種。其中脈沖光纖激光器根據(jù)其脈沖形成原理又可分為調(diào) Q 光纖激光器(脈沖寬度為 ns 量級)和鎖模光纖激光器(脈沖寬度為 ps 或 fs 量級)。

納秒脈沖光纖激光器有許多優(yōu)點:光纖可盤繞,激光器具有更小的體積;不需要復(fù)雜的水冷設(shè)備,散熱性能好;只需限制纖芯的尺寸可獲得非常好的光束質(zhì)量;轉(zhuǎn)化;激光器諧振腔簡單,具有高的穩(wěn)定性等。隨著光纖激光器的輸出功率不斷攀高,高功率脈沖光纖激光器的應(yīng)用前景一片光明。因此高功率納秒脈沖光纖激光器在激光加工、光時域反射計(OTDR)、產(chǎn)生二次諧波、等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

脈沖光纖激光器是脈沖激光器中的一種,典型光纖激光器的基本結(jié)構(gòu)主要由三部分組成:產(chǎn)生光子的增益介質(zhì)、使光子得到反饋并在增益介質(zhì)中進(jìn)行諧振放大的光學(xué)諧振腔和激發(fā)增益介質(zhì)的泵浦源。其中,增益介質(zhì)一般為摻雜稀土離子的纖芯,諧振腔一般由成對光纖光柵作而成,泵浦源一般為半導(dǎo)體激光器。而針對光纖激光器采用鎖模技術(shù)、調(diào)Q技術(shù)和脈沖種子源放大技術(shù)能使之成為脈沖光纖激光器。
通過外調(diào)制器例如聲光調(diào)制器(AOM)產(chǎn)生幾十ns到us量級的光脈沖,通常用于較長的納秒(ns)脈沖,比如數(shù)百ns.種子激光器可以是半導(dǎo)體激光器或者光纖激光器,通過外調(diào)制器產(chǎn)生脈沖的方式可以保持種子激光器的光譜和頻譜特性,光脈沖質(zhì)量,適合于對脈沖要求較高的場合。例如單頻窄線寬脈沖光纖激光器。