3 光纖激光器特點及應用
　　光纖激光器以光纖作為波導介質，耦合效率高，易形成高功率密度，散熱效果好，無需龐大的制冷系統(tǒng)，具有高轉換效率，低閾值，光束質量好和窄線寬等優(yōu)點。光纖激光器通過摻雜不同的稀土離子可實現(xiàn)380nm－3900nm波段范圍的激光輸出，通過光纖光柵諧振腔的調節(jié)可實現(xiàn)波長選擇且可調諧。美國IPG公司已于2004年8月在德國建成10KW摻Yb雙包層光纖激光器，該激光器輸出光束質量為11.5mm.mrad，輸出功率1KW～10KW連續(xù)可調，最大功率密度30MW/cm2,輸出尾纖直徑200μm，這是迄今為止已報道的最高光纖激光器功率輸出。而英國，俄羅斯，日本，德國等國也在光纖激光器領域取得許多重要成果。其中英國南安普頓大學研制的1KW單模光纖激光器保持著單模光纖激光器最高輸出的紀錄。
　　與傳統(tǒng)的固體激光器相比，光纖激光器體積小，壽命長，易于系統(tǒng)集成，在高溫高壓，高震動，高沖擊的惡劣環(huán)境中皆可正常運轉，其輸出光譜具有更高的可調諧性和選擇性。 表是大功率光纖激光器與傳統(tǒng)固體激光器的性能參數(shù)比較。
  CO2激光器   Lp-ND-YAG激光器   DP-YAG激光器   摻Yb3+雙包層光纖激光器
波長/μm   1.06   1.06   1.06   1－1.2
電光效率/%  5－10   1－3   5－10   12－20
功率/KW   1－20   0.5－5   0.5－10   0－10
光束參數(shù)/ mm.mrad   >100   50－80   25－50   1－20
石英光纖傳輸   否   能   能   能
維修周期/Khr   1－2   <1   3－5   40－50
　　可看出，高功率光纖激光器的各項性能指標遠優(yōu)于固體激光器，因此光纖激光器被一致認為是有可能全面替代固體激光器的新一代產品。
　　由于其波段涵蓋了1.3μm和1.5μm兩個主要通信窗口，因此光纖激光器在光通信領域擁有不可替代的地位，大功率雙包層光纖激光器的研制成功使其在激光加工領域的市場需求也呈迅速擴展的趨勢。光纖激光器在激光加工領域的范圍和所需性能具體如下：軟焊和燒結：50－500W；聚合物和復合材料切割：200W－1kW；去激活：300W－1kW；快速印刷和打�。�20W－1kW；金屬淬火和涂敷：2－20kW；玻璃和硅切割：500 W－2kW。此外，隨著紫外光纖光柵寫入和包層泵浦技術的發(fā)展，輸出波段在紫光、藍光、綠光、紅光及近紅外光的波長上轉換光纖激光器已可以作為實用的全固化光源而廣泛應用于數(shù)據存儲，彩色顯示，醫(yī)學熒光診斷。遠紅外波長輸出的光纖激光器由于其結構靈巧緊湊，能量和波長可調諧等優(yōu)點，也在激光醫(yī)療和生物工程等領域得到應用。
4.前景與展望
　　目前，光纖激光器可實現(xiàn)800nm－2100nm波段的激光輸出，最大功率已達到萬瓦量級，應用也從光通信擴展到激光加工、激光打標、圖像顯示、生物工程、醫(yī)療衛(wèi)生等領域。未來光纖激光器的發(fā)展趨勢將體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）光纖激光器本身性能的提高：如何提高輸出功率和轉換效率，優(yōu)化光束質量，縮短增益光纖長度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性并使其更加小巧緊湊將是未來光纖激光器領域研究的重點。（2）新型光纖激光器的研制：在時域方面，具有更小占空比的超短脈沖鎖模光纖激光器一直是激光領域研究的熱點，高功率飛秒量級脈沖光纖激光器一直是人們長期追求的目標，該領域研究的突破不僅可以給光通信時分復用（OTDM）提供理想的光源，而且可以有效帶動激光加工、激光打標及激光加密等相關產業(yè)的發(fā)展。在頻域方面，寬帶輸出并可調諧的光纖激光器將成為研究熱點，近來，一種采用ZEBLAN材料（Zr、Ba、La、Al、Nd）為激光介質的非線性光纖激光器引起了人們的重視，該激光器具有相當寬的帶寬和低損耗，可實現(xiàn)波長上轉換幾個波段，被專家譽為下一代通信材料，如能實現(xiàn)大規(guī)模生產將會在激光打印和大屏幕顯示領域產生幾十億美元的市場�？梢灶A見，隨著相關技術的完善，光纖激光器將向更廣闊的領域發(fā)展，并有可能成為替代固體激光器和半導體激光器的新一代光源，形成一個新興的產業(yè)。