光纤激光器发展历史|现状|趋势

　　光纤激光器推动了现代社会各个领域的极速发展，其应用范围广泛，当前军事领域、工业领域、YL领域等多个行业都已经应用了光纤激光器相关研究成果，并且实现了行业的发展。光纤激光器的发展和应用，对推动社会多种产业都产生了巨大的作用。

光纤激光器的发展史

　　所谓光纤激光器就是用光纤作激光介质的激光器。

　　1964年世界上diyi代玻璃激光器就是光纤激光器。由于光纤的纤芯很细，一般的泵浦源(例如气体放电灯)很难聚焦到芯部。所以在以后的二十余年中光纤激光器没有得到很好的发展。随着半导体激光器泵浦技术的发展，以及光纤通信蓬勃发展的需要。

　　1987年英国南安普顿大学及美国贝尔实验室实验证明了掺铒光纤放大器(EDFA)的可行性。它采用半导体激光光泵掺铒单模光纤对光信号实现放大，这种EDFA已经成为光纤通信中不可缺少的重要器件。由于要将半导体激光泵浦入单模光纤的纤芯(一般直径小于10um)，要求半导体激光也必须为单模的，这使得单模EDFA难以实现高功率，报道的Zgao功率也就几百毫瓦。

　　为了提高功率，1988年左右有人提出光泵由包层进入。初期的设计是圆形的内包层，但由于圆形内包层wan美的对称性，使得泵浦吸收效率不高，直到九十年代初矩形内包层的出现，使激光转换效率提高到50%，输出功率达到5瓦。

　　1999年用四个45瓦的半导体激光器从两端泵浦，获得了110瓦的单模连续激光输出。随着高功率半导体激光器泵浦技术和双包层光纤制作工艺的发展，光纤激光器的输出功率逐步提高，采用单根光纤，已经实现了1000瓦的激光输出。

　　近期，随着光纤通信系统的广泛应用和发展，超快速光电子学、非线性光学、光传感等各种领域应用的研究已得到日益重视。其中，以光纤 作基质的光纤激光器，在降低阈值、振荡波长范围、波长可调谐性能等方面，已明显取得进步，是光通信领域的新兴技术，它可以用于现有的通信系统，使之支 持更高的传输速度，是未来高码率密集波分复用系统和未来相干光通信的基础。光纤激光器技术是研究的热点技术之一。

　　光纤激光器由于其具有理想的光束质量、超高的转换效率、完全免维护、高稳定性以及体积小等优点，对传统的激光行业产生巨大而积极的影响。

光纤激光器的现状

　　光纤激光器有着众多的应用。例如，保偏光纤激光器是光纤陀螺的重要构成部分，广泛应用于国防军事科技上;通过腔内色散补偿的方法实现的被动锁模掺铒光纤激光器，输出飞秒保偏脉冲，作为种子光源，作用于光电探测器上。美军也是充分评估了光纤激光器的优势，采纳高功率光纤激光器作为激光武器选项之一，成为其各类激光武器的主战光源。并且美军也表现出了未来在光纤激光器方面加大投入的浓厚兴趣。

　　类似于块状介质固体激光器，光纤激光器的研究正朝超快、单频、超高平均(峰值)功率、超连续等极限方向发展，另外还需要扩展新的激光波段，拓宽激光器的可调谐范围，而光纤激光器系统则还需要继续小型化、智能化。目前尤以高功率双包层光纤激光器的研究为焦点。 从高功率连续光纤激光向高平均功率、高峰值功率的脉冲光纤激光器发展是光纤激光器时下主要的研究方向。在许多应用中，由于连续工作的光纤激光能提供的靶面功率密度较低而不能满足要求，脉冲工作的光纤激光则能提供更高的功率密度，从而能满足需求。

光纤激光器的发展趋势

　　目前光纤激光器可实现800nm-2 100nm波段的激光输出，Zda功率已达到万瓦量级，应用范围也从光通信扩展到激光加工、激光打标、图像显示、生物工程、YL卫生等领域。未来光纤激光器的发展趋势将体现在两个方面：

　　1、光纤激光器本身性能的提高：

　　如何提高输出功率和转换效率，优化光束质量，缩短增益光纤长度，提高系统稳定性并使其更加小巧紧凑将是未来光纤激光器领域研究的ZD。

　　2、新型光纤激光器的研制：

　　在时域方面，具有更小占空比的超短脉冲锁模光纤激光器一直是激光领域研究的热点。高功率飞秒量级脉冲光纤激光器一直是人们长期追求的目标，该领域研究的突破不仅可以给光通信时分复用(OTDM)提供理想的光源，而且可以有效带动激光加工、激光打标及激光加密等相关产业的发展。

　　在频域方面，宽带输出并可调谐的光纤激光器将成为研究热点。近来一种采用ZEBLAN材料(Zr、Ba、La、Al、Nd)为激光介质的非线性光纤激光器引起了人们的重视，该激光器具有相当宽的带宽和低损耗，可实现波长上转换几个波段，被专家誉为下一代通信材料。如能实现大规模生产将会在激光打印和大屏幕显示领域产生几十亿美元的市场。

　　光纤激光器的研究随着光通信网络及相关领域技术的飞速发展，可以预见将继续不断向广度和深度方面推进。光纤激光器必将在未来的光通信、军事、工业加工、YL、光信息处理、激光印刷等领域中发挥更为重要的作用。