Faserlaser im Bereich der optischen Faserkommunikation
DerFaserlaserbezieht sich auf einen Laser, der mit Seltenen Erden dotierte Glasfasern als Verstärkungsmedium verwendet. Faserlaser können auf Basis von Faserverstärkern entwickelt werden. Ihr Funktionsprinzip ist wie folgt: Nehmen wir als Beispiel einen longitudinal gepumpten Faserlaser. Ein mit Seltenerdmetallionen dotierter Faserabschnitt wird zwischen zwei Spiegel mit ausgewähltem Reflexionsvermögen platziert. Das Pumplicht wird vom linken Spiegel in die Faser eingekoppelt. Der linke Spiegel lässt das gesamte Pumplicht durch und reflektiert den Laser vollständig, um das Pumplicht effektiv zu nutzen und Resonanzen des Pumplichts und damit instabiles Ausgangslicht zu vermeiden. Das rechte Endoskop lässt den Laserteil durch, um die Rückkopplung des Laserstrahls zu bilden und den Laserausgang zu erhalten. Photonen mit der Pumpwellenlänge werden vom Medium absorbiert, wodurch eine Ionenzahlinversion entsteht und schließlich eine stimulierte Emission im dotierten Fasermedium zur Ausgangslaserstrahlung erzeugt wird.
Eigenschaften von Faserlasern: Hohe Kopplungseffizienz, da das Lasermedium selbst als Wellenleiter fungiert. Hoher Umwandlungswirkungsgrad, niedrige Schwelle und gute Wärmeableitung; großer Koordinationsbereich, gute Dispersion und Stabilität. Faserlaser können auch als effiziente Wellenlängenkonverter betrachtet werden, d. h. sie wandeln die Wellenlänge des Pumplichts in die Laserwellenlänge der dotierten Seltenerdionen um. Diese Laserwellenlänge entspricht exakt der Ausgangslichtwellenlänge des Faserlasers. Sie wird nicht durch die Pumpwellenlänge gesteuert, sondern ausschließlich durch die Seltenerdionen im Material bestimmt. Daher können Halbleiterlaser unterschiedlicher kurzer Wellenlänge und hoher Leistung, die den Absorptionsspektren der Seltenerdionen entsprechen, als Pumpquellen eingesetzt werden, um Laserleistungen unterschiedlicher Wellenlängen zu erzielen.
Faserlaserklassifizierung: Es gibt zahlreiche Arten von Faserlasern. Je nach Verstärkungsmedium werden sie in seltenerddotierte Faserlaser, nichtlineare Effektfaserlaser, Einkristallfaserlaser und Kunststofffaserlaser eingeteilt. Je nach Faserstruktur werden sie in einfach ummantelte und doppelummantelte Faserlaser eingeteilt. Je nach Dotierungselement werden sie in mehr als zehn Typen eingeteilt, z. B. Erbium, Neodym, Praseodym usw. Je nach Pumpverfahren werden sie in Glasfaserendflächenpumpen, mikroprismenseitige optische Kopplungspumpen und Ringpumpen eingeteilt. Je nach Struktur des Resonanzhohlraums werden sie in FP-Hohlraumfaserlaser, Ringhohlraumfaserlaser, „8“-Hohlraumlaser usw. eingeteilt. Je nach Betriebsmodus werden sie in gepulste Glasfasern und kontinuierliche Laser usw. eingeteilt. Die Entwicklung von Faserlasern beschleunigt sich. Derzeit werden verschiedeneHochleistungslaser, Ultrakurzpulslaser, Undschmalbandige, abstimmbare Lasertauchen nach und nach neue Technologien auf. Als nächstes werden sich Faserlaser in Richtung höherer Ausgangsleistung, besserer Strahlqualität und höherer Pulsspitzen weiterentwickeln.
Beitragszeit: 09. Mai 2025