تعریف: لیزری که از فیبر نوری دوپ شده به عنوان محیط بهره استفاده می کند، یا لیزری که در آن اکثر حفره تشدید لیزر از فیبر نوری تشکیل شده است.
لیزرهای فیبر معمولاً به لیزرهایی اطلاق می شود که از فیبرهای نوری به عنوان رسانه بهره استفاده می کنند، اگرچه برخی از لیزرهایی که از رسانه های بهره نیمه هادی (تقویت کننده های نوری نیمه هادی) و حفره های تشدید فیبر استفاده می کنند را می توان لیزر فیبر (یا لیزر نوری نیمه هادی) نیز نامید. علاوه بر این، برخی دیگر از انواع لیزرها (به عنوان مثال، دیودهای نیمه هادی جفت شده با فیبر) و تقویت کننده های فیبر نیز لیزر فیبر (یا سیستم های لیزر فیبر) نامیده می شوند.
محیط افزایش در بیشتر موارد، فیبر آلاییده شده با یون خاکی کمیاب است، مانند اربیم (Er3+)، ایتربیوم (Yb3+)، توریم (Tm3+)، یا پرازئودیمیم. (Pr3+)، و باید توسط یک یا چند دیود لیزر کوپل شده با فیبر پمپ شود. اگرچه محیط بهره لیزرهای فیبر مشابه لیزرهای حجیم حالت جامد است، اثرات موجبر و نواحی کوچک حالت موثر باعث تولید لیزرهایی با خواص متفاوت می شود. به عنوان مثال، آنها معمولاً دارای افزایش لیزر و تلفات حفره تشدید هستند. اصطلاحات لیزر فیبر و لیزر بدن را ببینید.
حفره تشدید لیزر فیبر
برای به دست آوردن حفره تشدید لیزری با استفاده از فیبر نوری، می توان از برخی بازتابنده ها برای تشکیل یک حفره تشدید خطی استفاده کرد یا یک لیزر حلقه فیبر ساخت. انواع مختلفی از بازتابنده ها را می توان در حفره تشدید لیزر نوری خطی استفاده کرد:
1. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، در یک راه اندازی آزمایشگاهی، می توان از یک بازتابنده دو رنگ مشترک در درگاه فیبر برش عمودی استفاده کرد. با این حال، این محلول نمی تواند برای تولید انبوه استفاده شود و بادوام نیست.
2. بازتاب فرنل در وجه انتهایی فیبر لخت برای عمل به عنوان یک جفت کننده خروجی برای لیزر فیبر کافی است. یک مثال در شکل 2 آورده شده است.
3. همچنین می توان یک پوشش دی الکتریک را مستقیماً روی درگاه فیبر، معمولاً از طریق تبخیر، رسوب داد. چنین پوشش هایی انعکاس بزرگی را در محدوده وسیعی ارائه می دهند.
4. برای محصولات تجاری معمولاً از گریتینگ های الیافی براگ استفاده می شود که می توان آن را مستقیماً از الیاف دوپ شده یا با ذوب الیاف دوپ نشده به الیاف فعال تهیه کرد. شکل 3 یک لیزر بازتابی براگ توزیع شده (لیزر DBR) را نشان می دهد که شامل دو توری فیبر است و یک لیزر بازخورد توزیع شده در جایی که یک توری در فیبر دوپ شده با یک تغییر فاز در بین آن وجود دارد، وجود دارد.
5. اگر نور خروجی از فیبر با استفاده از یک عدسی هماهنگ شود و از طریق یک بازتابنده دو رنگ بازتاب داده شود، می توان قدرت بهتری را به دست آورد (به عنوان مثال، شکل 4). نور به دست آمده توسط بازتابنده به دلیل داشتن مساحت پرتو بزرگتر، شدت بسیار کاهش یافته ای خواهد داشت. با این حال، یک ناهماهنگی جزئی می تواند باعث افت انعکاس قابل توجهی شود و بازتاب های فرنل اضافی در وجه انتهایی فیبر می تواند یک اثر فیلتر ایجاد کند. دومی را می توان با استفاده از پورت های فیبر شیب دار سرکوب کرد، اما این باعث تلفات وابسته به طول موج می شود.
6. یک بازتابنده حلقه نوری نیز می تواند تشکیل شود (شکل 5)، با استفاده از یک جفت کننده فیبر و فیبر غیرفعال.
بیشتر لیزرهای نوری توسط یک یا چند لیزر نیمه هادی جفت شده با فیبر پمپ می شوند. همانطور که در زیر با جزئیات بیشتر توضیح داده شده است، نور پمپ مستقیماً به هسته یا با توان بالا به روکش پمپ متصل می شود (به فیبرهای روکش دوگانه مراجعه کنید).
انواع مختلفی از لیزرهای فیبر وجود دارد که در زیر به تعدادی از آنها اشاره می شود.
