了解光纤激光器
光纤激光器是一种高效的、可靠的、可控性强的激光器,广泛应用于医疗、通信、制造等领域。其基本原理是将泵浦电流输送到光纤芯部,使其在纤芯内部高度浓缩的掺杂体系中发生活性离子,从而实现光放大以及激光输出。下面将对光纤激光器的原理、性能和应用做出详细阐述。
光纤激光器的原理
光纤激光器主要由光纤放大器、光纤光栅、双折射光纤、光纤光学器件、激光二极管泵浦等组成。其工作原理如下:
1.激活掺杂离子
当泵浦光源的光电子经过掺杂了上百万的稀土离子的掺杂光纤时,这些稀土离子就会被激活,电子再次被激发,会从基态跃迁到激发态,因此发射出的光就会比激发光的波长要更长。这样的一组光子便被激活了,这种激光的强度较弱。
2.反馈光增强
这个发过来的激光被光纤光栅捕捉,从而反射回光纤中间的掺活离子区域,增加了激活离子区域的光释放,并保持了衰减作用,这样激光强度会更强。
3.光放大
现在的光纤激光器需要自发放大质量,通过采用合适的输出激光波长和输出功率,发挥出光放大作用。由于光纤内部掺有的活性稀土离子涉及高发射亮度的增强,产生的是较小的管型放大,因此光纤激光器的小尺寸、小重量、可靠性高。
光纤激光器的性能
光纤激光器结构紧凑、激光束质量优良、能耗低、使用成本低、光束变化小、波长稳定、波长可调、操作简便等特点,因此目前在制造领域、检测领域、医疗领域、以及军事领域得到了广泛的应用。
(1)制造领域:光纤激光器已广泛应用于切割、焊接甚至复杂部件的加工。因为光纤激光器具有高能密度、小热效应、可编程等优点,有越来越多的工厂和公司开始采用光纤激光器。
(2)检测领域:光纤激光器被广泛应用于气体分析和光谱学实验,因为光纤激光器具有交叉参考干涉仪的チ密度、线性可调、调制范围大等优点。
(3)医疗领域:美容美容、伤口疗愈、无创手术、深度的体外显微和激光无创医疗都是适用范围。由于光纤激光器有较小的体积和高的辐射功率,能够有力的by体表和深组织透明。
(4)军事领域:军用光纤激光器有很多应用,光纤激光器具有高性能、极强的战备性能。比如,军用激光炸弹、激光引导导弹、导航系统等,都是依靠光纤激光器实现。
光纤激光器的应用
如今,光纤激光器被应用于医疗、通信、制造等领域,以下是四个有代表性的光纤激光器应用:
(1)光纤增强器:光纤激光器主要用于放大和传输激光信号。例如光纤增强器用于光纤通信系统,以增加信号传输出力,有助于有效提高光纤通信性能。
(2)激光加工:由于光纤激光器的高效、高精度和低能耗,已被广泛应用于工业门设计和制造,以增加产量和降低成本。例如利用激光脱支技术实现了微小平面、沟槽制造。
(3)医疗美容:光纤激光器在医疗美容应用方面更是占据了一席之地,如光烧脂、减肥、无创手术技术、皮肤表面微创研究都是采用光纤激光器技术。其中激光进行皮肤修复异常的色素脱落,达到医用美容功效。
(4)军事防卫:使用光纤激光器进行远程通信,距离可达40公里以上,并可以非常高效地应用于目标的警戒和追踪,同时可以被应用于制导精确打击(如激光导弹),实现高性价比的远程精确制导。
总结
光纤激光器是一种高能、高效的激光器,其原理和性能优势已逐渐显现出来。同时,光纤激光技术在医疗、通信和制造等领域的重要应用,使光纤激光器成为今后激光技术发展的重要方向。随着技术的不断革新,光纤激光器将有更广泛的应用场景,并推动激光技术的不断发展进步。