光纖激光器英文名稱為(wei) Fiber Laser，指用摻稀土元素玻璃光纖作為(wei) 增益介質的激光器，其中摻鐿光纖是高功率摻鐿光纖激光係統最核心的器件之一，然而隨著光纖激光器輸出功率的提升，各種穩定性“殺手”比如橫向模式不穩定（Transverse Mode Instability, TMI）、受激拉曼散射（Stimulated Raman Scattering, SRS）現象以及熱損傷(shang) 等浮出水麵。
不久前，凱普林光纖激光器產(chan) 品總監趙巨雲(yun) 線上分享《高功率光纖激光器前沿技術與(yu) 創新應用》，詳細描述了如何狙擊光纖激光器穩定性“殺手”。本期，我們(men) 一起回顧。
光纖激光器主要由泵浦源、增益介質（有源光纖）、諧振腔三大部分構成。
諧振腔結構光纖激光器原理：通過前向和後向的合束器，將泵浦半導體(ti) 激光器LD的功率經過光纖光柵（高發光柵HR、低反光柵OC）注入到摻鐿雙包層光纖（YDF）中。YDF中稀土離子吸收泵光後，形成粒子數反轉分布，產(chan) 生自發輻射光，然後在光纖光柵對（HR-OC）的作用下形成受激輻射光放大產(chan) 生激光，並經過OC和輸出光纜QBH輸出出來。
放大器結構光纖激光器原理：與(yu) 諧振腔相似，所不同的是通過前級的種子源激光器來減少了係統對單元器件承受功率的要求。進而可以得到更高的功率。
諧振腔結構光纖激光器
放大器結構光纖激光器
光纖摻雜特性影響（摻雜濃度和摻雜區域半徑） 暗化的影響信號特性的影響（信號光功率、信號強度噪音、信號初始高階模比例、信號光波長、信號強度調製） 泵浦特性影響（泵浦功率、泵浦波長、泵浦強度調製） 泵浦方式的影響（前向泵浦、後向泵浦、側向泵浦和雙向泵浦） 光纖材料的影響
光纖芯徑/包層直徑、光纖纖芯數值孔徑
高階模損耗
係統製冷能力
光纖保偏特性
信號光線寬
增強增益飽和（減小纖芯包層比、改變半導體(ti) 泵浦源的波長、改變泵浦光注入方向、增加注入信號功率 、同帶泵浦、改變信號波長）
減少光纖熱源
增強光纖熱光性能
提高彎曲損耗（減少彎曲半徑、減小纖芯數值孔徑、優(you) 化光纖盤繞方法、減少纖芯直徑、增加信號光波長）
優(you) 化光纖設計
增加信號光譜寬
從(cong) 整機來說，光纖激光器內(nei) 部由光、機、電三部分組構成。光的構成部分就是我在報告上提到三大塊：泵浦源、諧振腔、增益介質，泵浦源就是半導體(ti) 激光器，諧振腔就是通過光柵合束器構成的，增益介質就是有源光纖。 激光器內(nei) 部諧振腔熔點溫度高的原因其實很多，這是一個(ge) 很複雜的工藝問題。可能是由光纖的匹配、熔接質量、泵浦吸收轉化這些因素造成的。對於(yu) 這種光纖匹配來說呢，一般我們(men) 會(hui) 選擇相同類型的光纖激光器，盡量芯徑相同，最起碼包層直徑更接近一些，這樣會(hui) 減少熔接匹配損耗。還有熔接質量，就是我們(men) 熔接機的各種熔接參數設置可以有很多優(you) 化區域，通過大小調整等方法優(you) 化參數。還有一個(ge) 是泵浦轉化率，我們(men) 在選擇泵浦源、有源光纖的時候要做更多優(you) 化。另外，整個(ge) 散熱設計更優(you) 的話，可以達到更好的效果。 切割是一個(ge) 工藝過程，相對比較複雜，光纖激光器本身的輸出特性也很多，就像功率、光譜等這些因素每台激光器是不一樣的，而這些因素都會(hui) 對切割產(chan) 生一定的影響。同時，切割的時候還涉及到切割頭、噴嘴、板材等等，這個(ge) 綜合性的變量很多，所以很難說兩(liang) 台激光器切割效果一模一樣。但現在我們(men) 都在努力提升激光器的整體(ti) 容差，切割工藝的容差提高了，麵對各種變量也可以達到相對一致的切割效果，完全一致目前還是很難辦到的。
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