光纤激光器原理光纤激光器,什么是光纤激光器

光纤激光器原理  时间:2021-08-31  阅读:()

YAG和光纤激光机工作原理有何区别

光纤激光器是把泵浦物质掺入到光纤中,由半导体激光器发出的特定的波长的激光耦合后。

使光纤产生激光。

光纤激光切割的优点是模式好,利于切割。

光电转换率高可以达到二氧化碳的两倍。

而且在切割薄板金属的时候有优势,因为光纤激光器发出的光是1070纳米的波长 所以吸收率更高。

IPG Photonics公司生产多种工业激光器产品,它们不仅功能强大,而且性能及可靠性方面可以达到电信设备的严格要求。

其半导体泵浦光纤激光器和光纤传导直接半导体管激光器系列,包括1Kw以上的单模激光器、高达50 kW的多模激光器、25 kW 调Q脉冲激光器以及高达10 kW的直接半导体激光器。

所有IPG光纤激光器都具有性能可靠、结构紧凑、半导体泵浦源寿命长、免维护、电光转换效率最高、以及在全功率范围内,光束发散角和光束质量完全保持一致等特点。

光纤激光机可用于微电子、印刷、汽车、医疗设备、造船、航空等诸多行业,可加工材料涵盖从心脏支架和计算机存储芯片的微机械加工,直到厚管壁的深熔焊。

使用操作灵活,是光纤激光器最具革命性的特点之一,能够轻松地集成于2轴和多轴切割机械、机器人和振镜系统内。

其结构紧凑,整体大小要比传统的CO2或YAG激光系统小一个数量级,因而移动非常灵活。

半导体泵浦源的使用寿命估计超过10万个小时,根本无需更换半导体光源。

由于Nd:YAG属四能级系统, 量子效率高, 受激辐射面积大, 所以它的阈值比红宝石和钕玻璃低得多。

又由于Nd:YAG晶体具有优良的热学性能, 因此非常适合制成连续和重频器件。

它是目前在室温下能够连续工作的唯一固体工作物质,在中小功率脉冲器件中, 目前应用Nd:YAG的量远远超过其他工作物质。

和其他固体激光器 一样, YAG 激光器 基本组成部分是激光工作物质、泵浦源和谐振腔。

不过由于晶体中所掺杂的激活离子种类不同, 泵浦源及泵浦方式不同, 所采用的谐振腔的结构不同,以及采用的其他功能性结构器件不同,YAG激光器又可分为多种, 例如按输出波形可分为连续波YAG激光器、重频YAG激光器和脉冲 激光器 等; 按工作波长分为1.06μmYAG 激光器 、倍频YAG激光器、拉曼频移YAG 激光器 (λ=1.54μm)和可调谐YAG 激光器 (如色心激光器)等; 按掺杂不同可分为Nd:YAG激光器、掺Ho、Tm、Er等的YAG激光器; 以晶体的形状不同分为棒形和板条形YAG 激光器 ;根据输出功率(能量)不同, 可分为高功率和中小功率YAG激光器等。

形形色色的YAG 激光器 , 成为固体激光器中最重要的一个分支。

光纤激光器的结构 和传统的固体、气体激光器一样。

光纤激光器基本也是由泵浦源、增益介质、谐振腔三个基本的要素组成。

泵浦源一般采用高功率半导体激光器(LD),增益介质为稀土掺杂光纤或普通非线性光纤,谐振腔可以由光纤光栅等光学反馈元件构成各种直线型谐振腔,也可以用耦合器构成各种环形谐振腔泵浦光经适当的光学系统耦合进入增益光纤,增益光纤在吸收泵浦光后形成粒子数反转或非线性增益并产生自发辐射所产生的自发辐射光经受激放大和谐振腔的选模作用后.最终形成稳定激光输出。

光纤激光器有两种激射状态, 一种是三能级激射, 另一种是四能级激射。

两者的差别在于较低能级所处的位置在三能级系统中, 激光下能级即为基态, 或是极靠近基态的能级。

而在四能级系统中, 激光下能级和基态能级之间仍然存在一个跃迁, 通常为无辐射跃迁。

电子从基态提升到高于激光上能级的一个或多个泵浦带, 电子一般通过非辐射跃迁到达激光上能级泵浦带上的电子很快弛豫到寿命长的亚稳态, 在亚稳态上积累电子造成电子数多于激光下能级, 即形成粒子数反转。

电子以辐射光子的形式放出能量回到基态这种自发发射的光子被光 学谐振腔反馈回增益介质中诱发受激发射, 产生与诱发这一过程的光子性质完。

光纤激光器的原理特性

由于光纤激光器采用的工作介质具有光纤的形式,其特性要受到光纤渡导性质的影响。

进入到光纤中的泵浦光一般具有多个模式,而信号光电可能具有多个模式,不同的泵浦模式对不同的信号模式产生不同的影响,使得光纤激光器和放大器的分析比较复杂,在很多情况下难以得到解析解,不得不借助于数值计算。

光纤中的掺杂分布对光纤激光器也产生很大的影响,为了使介质具有增益特性,将工作离子(即杂质)掺杂进光纤。

一般情况下,工作离子在纤芯中均匀分布.但不同模式的泵浦光在光纤中的分布是非均匀的。

因而,为了提高泵浦效率,应该尽量使离子分布和泵浦能量的分布相重合。

在对光纤激光器进行分析时,除了基于前面讨论的激光器的一般原理,还要考虑其自身特点,引入不同的模型和采用特殊的分析方法,以达到最好的分析效果。

  和传统的固体、气体激光器一样,光纤激光器也是由泵浦源、增益介质、谐振腔三个基本要素组成。

泵浦源一般采用高功率半导体激光器,增益介质为稀土掺杂光纤或普通非线性光纤,谐振腔可以由光纤光栅等光学反馈元件构成各种直线型谐振腔,也可以用耦合器构成各种环形谐振腔。

泵浦光经适当的光学系统耦合进入增益光纤,增益光纤在吸收泵浦光后形成粒子数反转或非线性增益并产生自发发射。

所产生的自发发射光经受激放大和谐振腔的选模作用后,最终形成稳定激光输出。

光纤激光打标机的工作原理

1、光纤激光机的打标原理是以能量密度极高的激光束在计算机的控制下照射到需要打标的产品表面,烧蚀出想要是图形或文字。

  2、光纤激光器近年来成为激光物理研究的一个热门,它被一致认为是有可能全面替代固体激光器的新一代产品。

光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器,光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来:在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度,造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”,当适当加入正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡输出。

  光纤激光打标机是利用激光束在各种不同的物质表面打上永久的标记。

打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质,或者是通过光能导致表层物质的物理变化而"刻"出痕迹,或者是通过光能烧掉部分物质,显出所需刻蚀的图案、文字、条形码等各类图形。

激光器的使用方法与工作原理

第一台激光器记得应该是蓝宝石激光器。

使用方法不知道你问的是什么了啊。

打开电源就输出呗。

有什么不明白吗? 激励源使介质出现粒子数反转(如果不能实现粒子数反转 ,那只能产生莹光。

)低能态到高能态,后停在亚稳态,转向低能态,产生辐射也就出现了激光哈。

上面是只是个人理解。

请在看下面的吧。

建议去当地书城找一本光纤通迅原理,那样你会得到想知道的。

激励源使介质出现粒子数反转.可以是电激励、光激励、热激励、化学激励等等。

电激励用气体放电的方法去激励介质原子;各种激励方式又被形象地称为泵浦或抽运。

不断泵浦才能维持上能级粒子数多于下能级,不断获得激光输出。

3、有了前两者只能保证实现粒子数反转,但这样产生的受激辐射强度很弱,无法实际应用,所以可以用光学谐振腔进行放大。

所谓光学谐振腔实际是在激光器两端装上两块反射率很高的镜子,一块全反射,一块部分反射,以使激光可透过这块镜子射出,被反射回到工作介质的光继续诱发新的受激发射,光被放大。

因此光在谐振腔内来回振荡造成连锁反应,雪崩似的获得放大,产生强烈的激光,从部分反射镜一端输出。

按工作介质的不同来分类,可以是固体、气体、液体、半导体激光器。

固体激光器特点器件小,坚固、使用方便、输出功率大但电源一般都比较庞大。

比如钛宝石激光器一般采用半导体激光器泵浦,常采用环形腔,可以是连续或是脉冲式的

光纤激光器,什么是光纤激光器

由于光纤激光器具有较高的光束质量和定位精度,光纤激光器正逐步取代传统激光器在激光打标、激光焊接、激光切割等领域的主导地位。

国土安全及重要设施监测、石油/天然气管道监测以及水下声纳探测 通讯 超快光纤激光器是目前最活跃的研究领域之一,其在医疗领域也有十分重要的应用。

目前,生物医学专家已将它作为超精密外科手术刀,用于视力矫正手术,既能减少组织损伤又不会留下手术后遗症,甚至可对单个细胞动精密手术或者用于基因疗法 美国军方已将光纤激光器集成为“宙斯”和“激光复仇者”等激光武器系统,用于排除未爆弹药和简易爆炸装置,以及反迫击炮弹和摧毁低空飞行的无人机

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