所有激光器均具有三个关键元素:光源、增益介质和谐振腔。 光源使用外部提供的能量使增益介质进入激发状态。激光活性介质的此激发状态具有所谓粒子数反转的特征,它使介质能通过物理过程放大光。该物理过程被 称作受激发射,由阿尔伯特·爱因斯坦首先描述(激光 = “受激辐射光放大”)。光纤内部的布拉格光纤光栅充当增益介质周围的反射镜,形成谐振腔,一方面捕获光能以在谐振腔内部进一步增益,同时也实现通过部分透明的反射镜在一个方向上对光能的特定部分进行输出耦合。光能这一输出耦合的部分就是激光束,可用于各种目的。
通快开发了自己的方案,用于将泵浦激光二极管发出的光耦合到增益光纤的激光活性介质中。在称为“GT-Wave”的方案中(见图),泵浦光纤在其数米的整个长度上与增益光纤保持接触。每次内部反射光束到达边界层时,都会有一些泵浦光进入增益光纤。这些光束穿过掺杂稀土(镱)的纤芯时被部分吸收并激发增益介质。如此,所有泵浦光在增益光纤的整个长度上被均匀连续地吸收。此方案的一个优点 是可以通过添加 额外的泵浦模块轻松扩展到更高的激光功率。另一个优点是 避免了常规端部泵浦方案中增益光纤端面上的“热点”,以及可通过沿增益光纤长度沉积泵浦能量获得均匀的增益曲线。
光纤激光器是一种使用掺杂有稀土元素(铒、铥、镱)等的光纤作为活性激光介质的激光器。这使光纤激光器区别于市场上的其他类型激光器,它们使用晶体(例如盘式激光器)或气体(例如 CO2 激光器)作为活性激光介质。
光纤激光器通过管理光束长度、持续时间、强度和散热来提供高效率,精确控制速度和功率。