环球电气之家-午夜精彩视频-中国专业电气电子产品行业服务网站！

　　光纖激光器使用稀土摻雜光纖作為激活介質，用激光二極管作泵浦源，本身固有一些關鍵優勢，使它們在通過鎖模產生超短脈沖方面頗具吸引力。摻雜光纖的高增益帶寬和效率，允許制造相對便宜、緊湊、堅固的光纖激光器系統，這些系統提供適合廣泛應用的光纖耦合輸出光束。

　　飛秒架構

　　光纖提供較高的表面積-體積比，從而可實現有效的冷卻，并且可以根據特定性能參數進行定制。光纖激光器最初僅限于連續波（CW）、低功率、單模運行；經過了三十多年的發展，現在光纖激光器已經能夠實現單模和多模運行，波長范圍覆蓋紫外（UV）到遠紅外（far-IR）波段，并且能提供非常高的功率水平、可變的重復頻率，以及（也許的最顯著的）毫秒到飛秒級的脈寬。

　　不同于傳統的自由空間激光器，光纖激光器采用光纖和光纖布拉格光柵（FBG），后者取代了常規的介質反射鏡，用于光學反饋。大多數高功率光纖激光器采用雙包層光纖架構，其中增益介質在光纖的纖芯，由兩層包層包圍。來自激光二極管或另一個光纖激光器的多模泵浦光束，在內包層中傳播并受到外包層的約束，激發激活介質，并產生在光纖纖芯中傳播的激射模式。

　　為了產生超快激光脈沖，需要采用主動或被動鎖模技術。今天用于被動鎖模的一些技術，包括非線性偏振旋轉和飽和吸收技術，而電光或聲光調制器用于主動鎖模。

　　在半導體可飽和吸收鏡（SESAM）中，半導體量子阱生長在半導體分布式布拉格反射器上，SESAM已成功地用于制造工作在1.0μm和1.5μm波長處的飛秒光纖激光器。通過采用石墨烯可飽和吸收體的摻鉺（Er）光纖激光器，已經展示了自啟動鎖模和穩定的孤子脈沖產生。這些只是商業激光器制造商正在采用的幾種飛秒光纖激光器架構，以滿足各種科學和工業應用。

　　非線性鎖模

　　對于可重復的長期穩定運行，德國Menlo Systems公司的“figure 9”技術采用行之有效的非線性光學環鏡（NOLM）鎖模機制。振蕩器和放大器均只使用保偏光纖組件，實現高穩定性和低噪聲，運行免維護。

　　Menlo的摻鉺光纖激光器在中心波長1560nm和780nm處具有寬帶增益，提供標準和高功率型號，在50~250MHz的重復頻率范圍內，具有

　　BlueCut包含一個振蕩器、一個配備脈沖拾取單元的放大器，以及用于高能量短脈沖的壓縮器，是Menlo的工業級微焦耳光纖激光器系統。基于全光纖集成技術，該系統堅固、穩定，可用于微加工應用（見圖1）。

　　圖1：采用Menlo Systems公司的BlueCut微焦飛秒光纖激光器，切割的骨骼樣品的剖面圖（a），在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）內制備的人工晶狀體（b），以及微波應用的金螺旋（c）。

　　光纖CPA

　　基于其光纖啁啾脈沖放大（FCPA）技術，美國IMRA America公司的FCPA μJewel系列，由具有足夠脈沖能量的摻鐿光纖激光器組成，甚至在1045nm波長處（見圖2）。FCPA架構允許用戶在兩種模式下進行選擇：100kHz或200kHz的重復頻率、高達50μJ的高能量模式；以及1MHz下10W和20W的高平均功率模式。該選擇允許用戶根據應用需求，以更快的速率進行材料加工。

　　圖2：IMRA光纖啁啾脈沖放大（FCPA）技術的基本架構，在FCPA μJewel DE1050上部署，能夠提供高達50μJ的脈沖能量。

　　IMRA的拉曼頻移技術，讓摻鉺拉曼頻移飛秒光纖激光器在810nm波長處，產生了干凈的脈沖形狀和光譜，從而使Femtolite光纖激光器能夠替代鈦藍寶石（Ti：sapphire）激光器——這類激光器一直是臨床和工業飛秒應用中的主力軍。在810nm和1620nm波長處，Femtolite的功率范圍覆蓋150~200mW，這在太赫茲波產生和探測、多光子熒光顯微鏡，以及二次諧波成像中非常有用。

　　此外，飛秒脈沖可通過光纖傳送到最終用戶設備中。Femtolite FD系列提供光纖耦合輸出，重復頻率50MHz，平均輸出功率高達1W。這種水平的脈沖能量，對于需要將飛秒脈沖光源靈活地集成到設備中的許多非線性成像或計量應用而言，已經足夠用了。

　　同樣地，光纖激光器啁啾脈沖放大器（FLCPA），也是美國Calmar Laser公司Cazadero高能量（高達30μJ）超快激光器的基礎，該激光器在1μm或1.5μm波長處產生超快脈沖（<0.5ps），重復頻率數百千赫茲。這些超快激光器產品可以輸出綠光（515nm）和紫外光（343nm），并能與該公司的Bodega OPA耦合，進而能在整個近紅外（near-IR）區域提供較寬的波長范圍。