摘 要：
光纖激光器作為目前最為活躍的激光
光源器件，它是激光技術(shù)的前沿課題。本文討論了光纖
激光器的特性及基本原理，概述了光纖激光器的新近進展。
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XJ 一、引言
S?D|"#-, s!9.o_k 光纖激光器是在EDFA技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的技術(shù)。早在1961年，美國
光學(xué)公司的E.Snitzer等就在光纖激光器領(lǐng)域進行了開創(chuàng)性的工作，但由 于相關(guān)條件的限制，其實驗進展相對緩慢。而80年代英國Southhampton大學(xué)的S.B.Poole等用MCVD法制成了低損耗的摻鉺光纖，從而為 光纖激光器帶來了新的前景。
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?. ]~U4; 近期，隨著光纖通信系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，超快速
光電子學(xué)、非線性光學(xué)、光傳感等各種領(lǐng)域應(yīng)用的研究已得到日益重視。其中，以光纖 作基質(zhì)的光纖激光器，在降低閾值、振蕩波長范圍、波長可調(diào)諧性能等方面，已明顯取得進步，是目前光通信領(lǐng)域的新興技術(shù)，它可以用于現(xiàn)有的通信系統(tǒng)，使之支 持更高的傳輸速度，是未來高碼率密集波分復(fù)用系統(tǒng)和未來相干光通信的基礎(chǔ)。目前光纖激光器技術(shù)是研究的熱點技術(shù)之一。本文就近年來國外幾種新型的光纖激光 器技術(shù)加以闡述。
r'7;: UkG|5P` 二、光纖激光器原理
t*.O >$[ ]sd|u[:k 利用摻雜稀土元素的光纖研制成的光纖放大器給光波技術(shù)領(lǐng)域帶來了革命性的變化。由于任何光放大器都可通過恰當(dāng)?shù)姆答仚C制形成激光器，因此光纖激光器可 在光纖放大器的基礎(chǔ)上開發(fā)。目前開發(fā)研制的光纖激光器主要采用摻稀土元素的光纖作為增益介質(zhì)。由于光纖激光器中光纖纖芯很細(xì)，在泵浦光的作用下光纖內(nèi)極易 形成高功率密度，造成激光工作物質(zhì)的激光能級“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”。因此，當(dāng)適當(dāng)加入正反饋回路（構(gòu)成諧振腔）便可形成激光振蕩。另外由于光纖基質(zhì)具有很寬的熒
光譜，因此，光纖激光器一般都可做成可調(diào)諧的，非常適合于WDM系統(tǒng)應(yīng)用。
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半導(dǎo)體激光器相比，光纖激光器的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在：光纖激光器是波導(dǎo)式結(jié)構(gòu)，可容強泵浦，具有高增益、轉(zhuǎn)換效率高、閾值低、輸出光束質(zhì)量好、線寬窄、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高等特性，易于實現(xiàn)和光纖的耦合。
8ysU.5S TF} <,aR 我們可以從不同的角度對光纖激光器進行分類，如根據(jù)光纖激光器的諧振腔采用的結(jié)構(gòu)可以將其分為Fabry-Perot腔和環(huán)行腔兩大類。也可根據(jù)輸出 波長數(shù)目將其分為單波長和多波長等。對于不同類型光纖激光器的特性主要應(yīng)考慮以下幾點：（1）閾值應(yīng)越低越好；（2）輸出功率與抽運光功率的線性要好； （3）輸出偏振態(tài)；（4）模式結(jié)構(gòu)；（5）能量轉(zhuǎn)換效率；（6）激光器工作波長等。
ua0`&,a3I )xiic3F 三、包層泵浦光纖激光器技術(shù)
< dV|N$WV 2_x}wB0P 雙包層光纖的出現(xiàn)無疑是光纖領(lǐng)域的一大突破，它使得高功率的光纖激光器和高功率的光放大器的制作成為現(xiàn)實。自1988年E Snitzer首次描述包層泵浦光纖激光器以來，包層泵浦技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用到光纖激光器和光纖放大器等領(lǐng)域，成為制作高功率光纖激光器首選途徑。圖1 (a)示出一種雙包層光纖的截面結(jié)構(gòu)。不難看出，包層泵浦的技術(shù)基礎(chǔ)是利用具有兩個同心纖芯的特種摻雜光纖。一個纖芯和傳統(tǒng)的單模光纖纖芯相似，專用于傳 輸信號光，并實現(xiàn)對信號光的單模放大。而大的纖芯則用于傳輸不同模式的多模泵浦光(如圖1(b)所示)。這樣，使用多個多模激光
二極管同時耦合至包層光纖 上，當(dāng)泵浦光每次橫穿過單模光纖纖芯時，就會將纖芯中稀土元素的原子泵浦到上能級，然后通過躍遷產(chǎn)生自發(fā)輻射光，通過在光纖內(nèi)設(shè)置的光纖
光柵的選頻作用， 特定波長的自發(fā)輻射光可被振蕩放大而最后產(chǎn)生激光輸出。目前，該技術(shù)被稱為多模并行包層泵浦技術(shù)(Cladding pumped technology)，法國Keopsys公司在該技術(shù)上形成了一專利，稱為“V-Groove Technologe”。
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z[M LMf[c K,&)\r kzD 多模并行包層泵浦技術(shù)特性決定了該類激光器有以下幾方面的突出性能。
9jDV]!N4 -n?|,cO 1、高功率
`4'v)!? _UT>,c;h 一個多模泵浦二極管模塊組可輻射出100瓦的光功率，多個多模泵浦二極管并行設(shè)置，即可允許設(shè)計出很高功率輸出的光纖激光器。
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}4T)k(a .</d$FM JE 2、無需熱電冷卻器
nC$f0r"z we4e>) 這種大功率的寬面多模二極管可在很高的溫度下工作，只須簡單的風(fēng)冷，成本低。
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