飞秒光纤激光器是一种基于光纤结构、能够产生飞秒量级超短脉冲的激光装置,结合了光纤激光器的稳定性和飞秒激光的超快特性,在科研、工业等领域展现出重要应用价值。
飞秒光纤激光器的工作原理是脉冲产生、放大、压缩的链路,依托光纤作为增益介质和传输载体,避免了传统固体激光器的光路偏移问题:
脉冲产生:通过锁模技术在种子源中生成超短脉冲,常用锁模方式为半导体可饱和吸收镜被动锁模,无需复杂的主动控制元件,稳定性更高。
脉冲放大:种子脉冲进入掺杂光纤增益介质,通过泵浦源注入能量,使增益介质中的粒子数反转,实现脉冲能量放大。同时利用光纤的非线性效应,避免脉冲在放大过程中畸变。
脉冲压缩:放大后的脉冲因色散效应会展宽,需通过色散补偿模块压缩脉冲宽度,然后输出飞秒级超短脉冲。
优势:
稳定性佳:光纤作为传输和增益介质,抗振动、抗环境干扰能力强,光路无需频繁校准,MTBF可达数万小时。
体积紧凑:无需传统固体激光器的庞大光学元件,结构模块化,可集成于小型设备或移动平台,节省空间。
热管理优异:光纤的高比表面积使散热效率高,避免了传统激光器因热效应导致的脉冲畸变,长时间运行功率波动小。
成本可控:相比飞秒固体激光器,光纤激光器的增益介质和泵浦源成本更低,维护简便,适合大规模推广。