Definicja: Laser wykorzystujący domieszkowane włókno światłowodowe jako ośrodek wzmocnienia lub laser, w którym większość wnęki rezonansowej lasera składa się ze włókna światłowodowego.
Lasery światłowodowe zwykle odnoszą się do laserów, które wykorzystują włókna optyczne jako ośrodek wzmocnienia, chociaż niektóre lasery, które wykorzystują półprzewodnikowe ośrodki wzmocnienia (półprzewodnikowe wzmacniacze optyczne) i światłowodowe wnęki rezonansowe, mogą być również nazywane laserami światłowodowymi (lub półprzewodnikowymi laserami optycznymi). Ponadto niektóre inne rodzaje laserów (np. diody półprzewodnikowe sprzężone światłowodowo) i wzmacniacze światłowodowe są również nazywane laserami światłowodowymi (lub systemami laserów światłowodowych).
W większości przypadków ośrodkiem wzmocnienia jest włókno domieszkowane jonami ziem rzadkich, takie jak erb (Er3+), iterb (Yb3+), tor (Tm3+) lub prazeodym (Pr3+), i musi być pompowane przez jedną lub więcej diod laserowych sprzężonych światłowodowo. Chociaż ośrodek wzmocnienia laserów światłowodowych jest podobny do ośrodka wzmocnienia laserów półprzewodnikowych, efekty falowodowe i małe obszary modów efektywnych powodują, że lasery mają inne właściwości. Na przykład zazwyczaj mają wysoki zysk lasera i straty wnęki rezonansowej. Zobacz terminy laser światłowodowy i laser korpusowy.
Rezonansowa komora lasera światłowodowego
Aby uzyskać rezonansową wnękę laserową przy użyciu światłowodu, można użyć niektórych reflektorów, aby utworzyć liniową rezonansową wnękę lub można wykonać laser pierścieniowy światłowodowy. W liniowej optycznej rezonansowej wnęce laserowej można stosować różne typy reflektorów:
1. W warunkach laboratoryjnych można zastosować typowy reflektor dichroiczny w porcie włókna przeciętego pionowo, jak pokazano na rysunku 1. Jednak to rozwiązanie nie nadaje się do produkcji masowej i nie jest trwałe.
2. Odbicie Fresnela na końcu gołego włókna jest wystarczające, aby działać jako sprzęgacz wyjściowy dla lasera światłowodowego. Przykład podano na rys. 2.
3. Możliwe jest również osadzanie powłoki dielektrycznej bezpośrednio na porcie światłowodowym, zwykle przez odparowanie. Takie powłoki zapewniają dużą refleksyjność w szerokim zakresie.
4. W przypadku produktów komercyjnych zwykle stosuje się siatki Bragga z włókien, które można przygotować bezpośrednio z włókien domieszkowanych lub przez łączenie włókien niedomieszkowanych z włóknami aktywnymi. Na rysunku 3 pokazano laser z rozproszonym odbiciem Bragga (laser DBR), który zawiera dwie siatki z włókien, a laser z rozproszonym sprzężeniem zwrotnym występuje tam, gdzie w domieszkowanym włóknie znajduje się siatka z przesunięciem fazowym pomiędzy nimi.
5. Jeśli światło wychodzące z włókna jest kolimowane za pomocą soczewki i odbijane z powrotem przez reflektor dichroiczny, można uzyskać lepsze przetwarzanie mocy (np. Rysunek 4). Światło uzyskane przez reflektor będzie miało znacznie zmniejszoną intensywność ze względu na większy obszar wiązki. Jednak niewielkie odchylenie może spowodować znaczne straty odbicia, a dodatkowe odbicia Fresnela na powierzchni czołowej włókna mogą tworzyć efekt filtrowania. Ten ostatni można stłumić, stosując porty światłowodowe z przechylonym cięciem, ale wprowadza to straty zależne od długości fali.
6. Można również utworzyć reflektor pętli optycznej (rysunek 5), wykorzystując sprzęgacz światłowodowy i pasywne włókno.
Większość laserów optycznych jest pompowana przez jeden lub więcej laserów półprzewodnikowych sprzężonych włóknem. Światło pompujące jest sprzężone bezpośrednio z rdzeniem lub z dużą mocą z płaszczem pompującym (patrz Włókna Dual Cladding), jak omówiono bardziej szczegółowo poniżej.
Istnieje wiele rodzajów laserów światłowodowych. Kilka z nich opisano poniżej.
