Faserlaser im Bereich der optischen Faserkommunikation
DerFaserlaserBezeichnet einen Laser, der mit Seltenerdionen dotierte Glasfasern als Verstärkungsmedium nutzt. Faserlaser können auf Basis von Faserverstärkern entwickelt werden. Ihr Funktionsprinzip lässt sich wie folgt beschreiben: Nehmen wir als Beispiel einen longitudinal gepumpten Faserlaser. Ein mit Seltenerdionen dotierter Faserabschnitt befindet sich zwischen zwei Spiegeln mit ausgewähltem Reflexionsgrad. Das Pumplicht wird vom linken Spiegel in die Faser eingekoppelt. Der linke Spiegel transmittiert das gesamte Pumplicht und reflektiert den Laserstrahl vollständig, um das Pumplicht effektiv zu nutzen und Resonanzen sowie instabiles Ausgangslicht zu verhindern. Der rechte Spiegel lässt den Laserstrahl passieren, um die Rückkopplung zu erzeugen und das Laserlicht zu gewinnen. Photonen der Pumpwellenlänge werden vom Medium absorbiert, was zu einer Ionenzahlinversion führt und schließlich stimulierte Emission im dotierten Fasermedium zur Erzeugung des Laserlichts generiert.
Eigenschaften von Faserlasern: Hohe Kopplungseffizienz, da das Lasermedium selbst als Wellenleiter dient. Hohe Konversionseffizienz, niedrige Schwellenleistung und gute Wärmeableitung. Breiter Koordinationsbereich, gute Dispersion und Stabilität. Faserlaser können auch als effiziente Wellenlängenkonverter verstanden werden, die die Wellenlänge des Pumplichts in die Laserwellenlänge der dotierten Seltenerdionen umwandeln. Diese Laserwellenlänge entspricht exakt der Ausgangswellenlänge des Faserlasers. Sie wird nicht von der Pumpwellenlänge, sondern ausschließlich durch die Seltenerd-Dotierungselemente im Material bestimmt. Daher können Halbleiterlaser mit unterschiedlichen kurzen Wellenlängen und hoher Leistung, die den Absorptionsspektren der Seltenerdionen entsprechen, als Pumpquellen genutzt werden, um Laserlicht unterschiedlicher Wellenlängen zu erzeugen.
Klassifizierung von Faserlasern: Es gibt zahlreiche Arten von Faserlasern. Nach dem Verstärkungsmedium lassen sie sich wie folgt klassifizieren: mit Seltenerden dotierte Faserlaser, Faserlaser mit nichtlinearem Effekt, Einkristall-Faserlaser und Kunststoff-Faserlaser. Nach der Faserstruktur werden sie in einmantelige und doppelmantelige Faserlaser unterteilt. Bezüglich der Dotierungselemente gibt es über zehn verschiedene Typen wie Erbium, Neodym, Praseodym usw. Nach der Pumpmethode lassen sie sich wie folgt klassifizieren: Pumpen über die optische Faserendfläche, seitliche optische Kopplung über Mikroprismen, Ringpumpen usw. Nach der Struktur des Resonators lassen sie sich wie folgt klassifizieren: FP-Resonator-Faserlaser, Ringresonator-Faserlaser, Laser mit „8“-förmigem Resonator usw. Nach dem Betriebsmodus werden sie wie gepulste optische Faserlaser und kontinuierliche Laser usw. klassifiziert. Die Entwicklung von Faserlasern schreitet rasant voran. Derzeit werden verschiedeneHochleistungslaser, Ultrakurzpulslaser, Undschmalbandige abstimmbare LaserSie entstehen einer nach dem anderen. Faserlaser werden sich zukünftig in Richtung höherer Ausgangsleistung, besserer Strahlqualität und höherer Pulsspitzen weiterentwickeln.
Veröffentlichungsdatum: 09. Mai 2025