科普：光纤激光是什么？

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光纤激光是通过放大光纤内特定波长的光，从而实现小体积、高效率、高信赖性、高光束品质以及高输出的所有要求的理想型激光。

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光纤激光的增幅用光纤的构造

光纤激光是以光纤为增幅媒介的固体激光的一种。处于光纤中心的纤芯中添加了稀土类元素Yb（镱）。中心部的折射率最高。该添加了Yb的纤芯中会通过1.1μm的激光和励起光。其外侧第一镀层通过励起光。外侧还有第二镀层。镀层是双重的，因此被成为双镀层光纤。

图1

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双镀层光纤的光束传输

图2是双镀层光纤的构造和光束传输的光强度分布。励起光在第二镀层进行全反射（＊注），而在Yb添加纤芯和第一镀层中传输。激光在第一镀层全反射，而在Yb添加纤芯中通过。励起光 每次通过Yb添加纤芯，Yb就被励起。（*注　全反射：入射光不透过界面，在界面上全部被反射的现象。）

图2

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高输出光纤激光的光路基本构成

图3是高输出光纤激光的光路基本构成。光路主要分为励起部、共振器部、光束传输部三个部分。

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励起部是用光纤把励起用半导体激光（LD）发出的激光传输给励起光合束器。励起光合束器把来自多个LD的励起光集结到一根光纤中。

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共振器部把来自励起光合束器的励起光传输给图2说明过的双镀层光纤（增强用光纤）。励起光励起Yb，用FBG（ Fiber Bragg Grating）进行增幅。FBG有高反射率镜片和低反射率镜片，激光从低反射率镜片上发振。

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光束传输部三个部分是把共振器部发出的激光和加工头或者光耦进行连接的光纤。

图3

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光纤激光的高输出化

图4把图３的传输光纤在输出光结合部（输出光合束器）进行多根结合，实现高输出化。例如把4根1kW结合后成为4kW，把6根1kW结合后成为6kW。

图4

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光纤激光的特长

和以往的固体激光相比，光纤激光有很多特长。

因为是从光纤输出，光束的品质很高（卓越的集光性），在光纤内可以高效率的放大，因此光纤激光不但小巧轻便，电-光转换效率也很高（方便设置，消费电力低），使用高输出高信赖性的半导体激光作为励起光源，同时实现光纤激光的高输出和高信赖性（长寿命），全部由光纤组成，没有镜片类，因此不用担心沾灰尘和光轴偏，不需要频繁的维护（维护性高）。由于以上的特长，光纤激光在打标、精细加工、焊接、切割、计测等多种行业正在急速普及。

和其他激光方式相比光纤激光的优越性