光纖激光器是如何技術優化的？

　?。?）連續光纖激光器結構優化

　　1、空間光泵浦結構

　　早期的連續光纖激光器大多采用光泵輸出和激光輸出，其輸出功率較低。很難在短時間內快速提高光纖激光器的輸出功率。1999年，光纖激光器研發領域的輸出功率頭次突破10000瓦。連續光纖激光器的結構主要采用光雙向泵浦形成諧振腔。根據研究，光纖激光器的斜率效率達到58.3%。

　　然而，雖然利用光纖泵浦光和激光耦合技術開發光纖激光器可以有效提高光纖激光器的輸出功率，但它也具有復雜性，不利于光學透鏡構建光路。一旦需要在構建光路的鏈路中移動激光器，也需要重新調整光路。這一問題限制了具有光泵浦結構的光纖激光器的廣泛應用。

　　2、直接振蕩器結構和MOPA結構

　　隨著連續光纖激光器的發展，包層功率剝離器逐漸取代了透鏡組件，簡化了連續光纖激光器的開發步驟，間接提高了光纖激光器的維護效率。這一發展趨勢標志著光纖激光器正逐步走向實用化。直接振蕩器結構和MOPA結構是市場上很常見的兩種光纖激光器結構。直接振蕩器的結構是光柵在振蕩過程中選擇波長，然后輸出選定的波長，而MOPA將光柵選擇的波長作為種子光，種子光在主放大器的作用下被放大，從而在一定程度上提高光纖激光器的輸出功率。長期以來，MPOA結構的光纖激光器一直是高功率光纖激光器的結構。然而，隨后的研究發現，這種結構中的高功率輸出很可能導致光纖激光器內部空間分布不穩定，并且輸出的激光亮度會受到一定程度的影響。該因素還直接影響高功率輸出的效果。

　?。?）CO波段泵浦技術的發展

　　在早期的摻鐿光纖激光器中，泵浦波長通常為915nm或975nm，但這兩個泵浦波長是鐿離子的吸收峰，因此稱為直接泵浦。直接泵浦沒有得到廣泛應用的原因是量子損耗大。同波段泵浦技術是直接泵浦技術的擴展，其中泵浦波長和發射波長之間的波長相似，同波段泵浦的量子損耗率小于直接泵浦。在同波段泵浦技術的基礎上，將把單模光纖激光器的輸出功率提高到10kW。

　　3、高功率光纖激光器技術發展的瓶頸

　　雖然連續光纖激光器在醫療等行業具有很高的應用價值，中國通過近30年的技術研發推動了光纖激光器的廣泛應用，但要使光纖激光器輸出更高的功率，現有技術仍存在許多瓶頸，如單光纖單模光纖激光器的輸出功率能否達到36.6kw；泵浦功率對光纖激光器輸出功率的影響；熱透鏡效應對光纖激光器輸出功率的影響等。此外，光纖激光器高功率輸出技術的研究還應考慮橫模穩定性和光子暗化效應。通過研究證明，橫模不穩定性的影響因素是光纖加熱，光子變暗效應主要是指當光纖激光器連續輸出數百瓦或數千瓦功率時，輸出功率將呈現快速下降的趨勢，并且對光纖激光器的連續高功率輸出有一定的限制。雖然國內外對光子暗化效應的具體原因尚未明確定義，但大多數觀點認為氧缺陷中心和電荷轉移吸收可以導致光子暗化效應。