天博体育掺杂纤维启用NIR激光器和放大器

基于天博体育元素掺杂的特种光纤纤维的激光器和激光系统代表了近期最成功的双使用光子技术之一，其应用来自E-Vehiles中的“困难”金属，用于精确的激光靶向，用于切割医疗式医疗设备。在本文档中，我们描述了一些在完整的纤维激光系统中扮演重要角色的特种光纤选项。

天博体育启用近IR激光操作

含有天博体育元件的阳性离子的掺杂材料，例如ytterbium（Yb），neodymium（nd），Holmium（HO），Thulium（Tm）和Erbium（tm）和Erbium（ERBIUM）（ERBIUM）（ERBIUM（ER））提供输出，以近递增（NIR（NIR）1-2 microns 1-2 microns efforment。这是一个有用的操作范围，因为许多材料在此处强烈吸收，从而实现了有效的材料处理应用，包括，钻孔，切割，焊接和标记。此外，在1400 nm左右的波长下，水吸收强光的发作使波长比对医疗（例如，手术消融）应用有用的波长更长，同时启用了远程纤维。由于这种吸收，通常将1400 nm视为眼睛安全激光器的切割波长。较长的波长被眼睛外部的水安全吸收，并且不会渗透到视网膜上。这使得这些无形的波长在应用程序中有用LIDAR成像和范围查找。激光波长也可以使用非线性转移到可见的或紫外线光学晶体.

纤维激光器避免热管理问题

虽然这些离子可以掺杂到各种晶体和玻璃材料中，但如今，他们的大多数激光应用都使用纤维激光格式，在该格式中，离子被掺入硅胶玻璃光纤纤维中。除了提供机械稳定性，与自由空间光学元件相比，光纤激光器还没有散装格式（例如杆和板）的热量耗散问题。这使得纤维激光器的输出功率可以从瓦特缩放到超过10千瓦。它们的广泛功率范围是这些激光器应用多样性的关键原因。

图1示意性地说明了放大光纤激光系统的主要组件。增益培养基是一种活性纤维，掺有天博体育元件的正离子，例如nd，er，yb，tm或ho。这些是直接泵送的二极管激光启用紧凑和电高效的激光系统。其他关键组件包括充当扩增阶段的其他活动（掺杂）纤维的其他长度，光学隔离器防止有害背部反射，纤维bragg thrings充当支持激光振荡的腔镜，晶体生成谐波或移动波长以及被动递送纤维。

天博体育掺杂选项

玻璃（二氧化硅）纤维可以用几种不同的天博体育元素的离子掺杂。相干提供了全面的掺杂和选项范围，因为最佳选择取决于所需的波长，功率水平和脉冲参数。图2总结了五个常用的天博体育离子，ER，YB，TM或HO的波长特性：发射波长和必要的泵浦波长。 YB在超短脉冲（USP）激光器中越来越流行，因为其相对较宽的发射带宽支持脉冲脉冲的模式锁定的纤维激光器，其脉冲短至50秒，并具有脉冲（即高功率）系统，脉冲仅几百个（fs）（fs）。

Coherent还提供与ER和YB共同掺杂的特种光纤。 ER充当增益培养基，根据掺杂浓度，在1550 nm左右产生发射。 YB充当光吸收器，防止1微米左右的不需要放大的自发发射，从而确保完全眼神的激光系统。

还可以用“修饰符”元素（例如铝（Al）锗（GE）或磷（P）掺杂天博体育掺杂纤维。这些主要用于操纵纤维的折射率，这使数值孔径（Na）可以在某种程度上与纤维的核心直径进行修改。 NA定义了从纤维发出的光的传播角度以及可以将光聚焦到纤维上的角范围。这很重要，因为这通常是如何通过下游光学元件聚焦或投射激光的限制因素。

多种光纤选项

与其他光纤一样，天博体育掺杂的活性纤维也通过其传输模式进行分类，这取决于其核心和覆层的光学细节。 

核心：核心的直径为10-200微米，并被索引略低的玻璃包围。由于内部反射的全部反射，这种布置将光限制在纤维上，并且只有核心被天博体育离子掺杂。大多数纤维可以分配给三种类型之一：单模（SM），多模式（MM）和大面积模式（LMA）。 SM纤维具有最小的直径内芯，因此只有一种传输模式，这通常是可取的，因为它会导致具有最佳焦点能力（即到最小位置）的输出梁。 MM纤维是下一个最常见的纤维类型，支持大约1000种不同的变速箱模式。这支持更高的功率输出，但具有较低的聚光灯，主要用于处理二极管的泵灯。 LMA纤维是在非常高功率系统中使用的重要利基类型。

覆层：掺杂纤维有两个不同的覆层选项。最简单的格式称为单层纤维，其中核心的索引略高于覆层，后者被索引聚合物的保护性涂层包围。在双层纤维中，内覆层被低索引聚合物的涂层包围。双层纤维通过允许更高的输入泵功率并增强芯光中的泵光与芯中活性天博体育离子之间的相互作用来提高芯吸收光的能力。连贯的还提供三层纤维，以支持大多数纤维互连系统和二极管激光发电系统，并在空间基于空间的应用中提供抗辐射阻力。 

全范围的专业光纤选项

为了总结所有选择，天博体育掺杂纤维可以作为标准产品可从相干的标准产品中获得，并选择了五个不同的天博体育离子：nd，er，yb，tm或ho，它们可作为单模（SM），多模式（MM）和大型区域（MM）和大型模式（lma）fibers copece copection（sm）可用 直径。另外，完整产品线包括单胶，双胶和三重纤维。这完全涵盖了数千种不同的标准掺杂纤维。 OEM系统构建器还可以连贯，以定义定制应用程序的光纤规范。

苛刻应用程序的出色性能

连贯的天博体育掺杂纤维非常适合在宽功率范围内激光和激光放大器应用。例如，我们的高质量纤维消除了纤维放大器功率缩放中的两个众所周知的挑战：刺激的拉曼散射（SRS）和横向模式不稳定性（TMI）。它们具有高模式的质量，出色的泵光吸收，长寿命和异常低的光标记。结果，即使是最苛刻的工业，医疗，空间和激光雷达应用程序，它们也提供了可靠的，扩展的操作。