光纤激光器通过选择发射波长和掺杂稀土元素吸收特性相匹配的半导体激光器为泵浦源,可以实现很高的光一光转化效率。 对于掺镱的高功率光纤激光器,一般选择915纳米或975纳米的半导体激光器,荧光寿命较长,能够有效储存能量以实现高功率运作。商业化光纤激光器的总体电光效率高达25%,有利于降低成本,节能环保。
光纤激光器作为第三代激光技术的代表,具有以下优势: (1)玻璃光纤制造成本低、技术成熟及其光纤的可绕性所带来的小型化、集约化优势; (2)玻璃光纤对入射泵浦光不需要像晶体那样的严格的相位匹配,这是由于玻璃基质Stark 分裂引起的非均匀展宽造成吸收带较宽的缘故; (3)玻璃材料具有极低的体积面积比,散热快、损耗低,所以转换效率较高,激光阈值低; (4)输出激光波长多:这是因为稀土离子能级非常丰富及其稀土离子种类之多; (5)可调谐性:由于稀土离子能级宽和玻璃光纤的荧光谱较宽。
半导体激光器又称激光二极管,是用半导体材料作为工作物质的激光器。由于物质结构上的差异,不同种类产生激光的具体过程比较特殊。常用工作物质有砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。 半导体激光器件,可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异质结激光器在室温时多为脉冲器件,而双异质结激光器室温时可实现连续工作。