光纤激光器有哪些优点和缺点

Question

如题所述

Answer 1

摘要：光纤激光器具有光束质量好、效率高、散热特性好、结构紧凑，可靠性高等特点，以掺杂光纤为工作介质的光纤激光器在实际应用中比其他激光器更有优势，那么光纤激光器有哪些优点和缺点呢？一、光纤激光器的特点是什么
1、光纤激光器在低泵浦容易实现连续运转。
2、光纤激光器为圆柱形结构，容易与光纤耦合，实现各种应用。
3、光纤激光器的辐射波长由基质材料的稀土掺杂剂决定，不受泵浦光波长的控制，因此可以利用与稀土离子吸收光谱相应的短波长激光二极管作为泵浦源，得到中红外波段的激光输出。
4、光纤激光器与目前的光纤器件，如调制器、耦合器，偏振器等相容，故可制成全光纤系统。
5、光纤激光器结构简单，体积小巧，操作和维护动行简单可靠，不需要像半导体激光泵浦固体激光器系统中的水冷结构等的复杂设备。
6、与灯泵浦激光器相比，光纤激光器消耗的电能仅约为灯泵浦激光器系统的1%，而效率则是半导体激光泵浦固体Nd:YAG激光的2倍以上。
7、因为光纤只能传输基本的空间模式，所以光纤激光器的光束质量不受激光功率运作的影响，尤其是高功率双包层光纤激光器具有输出功率高、散热面积大、光束质量好等优点，输出的激光具有接近衍射极射极限的光束质量。
二、光纤激光器有哪些优点和缺点
1、光纤激光器的优点
光纤激光器作为第三代激光技术的代表，具有以下优势：
（1）玻璃光纤制造成本低、技术成熟及其光纤的可绕性所带来的小型化、集约化优势。
（2）玻璃光纤对入射泵浦光不需要像晶体那样的严格的相位匹配，这是由于玻璃基质Stark分裂引起的非均匀展宽造成吸收带较宽的缘故。
（3）玻璃材料具有极低的体积面积比，散热快、损耗低，所以转换效率较高，激光阈值低。
（4）输出激光波长多：这是因为稀土离子能级非常丰富及其稀土离子种类之多。
（5）可调谐性：由于稀土离子能级宽和玻璃光纤的荧光谱较宽。
（6）由于光纤激光器的谐振腔内无光学镜片，具有免调节、免维护、高稳定性的优点，这是传统激光器无法比拟的。
（7）光纤导出，使得激光器能轻易胜任各种多维任意空间加工应用，使机械系统的设计变得非常简单。
（8）胜任恶劣的工作环境，对灰尘、震荡、冲击、湿度、温度具有很高的容忍度。
（9）不需热电制冷和水冷，只需简单的风冷。
（10）高的电光效率：综合电光效率高达20%以上，大幅度节约工作时的耗电，节约运行成本。
（11）高功率，商用化的光纤激光器是六千瓦。
2、光纤激光器的缺点
（1）光纤成本高。
（2）光纤材质容易折断。
（3）由于光纤纤芯很小。相比于固体激光器，其单脉冲能量很小。