光ファイバー通信分野におけるファイバーレーザー

光ファイバー通信分野におけるファイバーレーザー

のファイバーレーザー希土類元素をドープしたガラスファイバーを利得媒体として使用するレーザーを指します。ファイバーレーザーはファイバー増幅器に基づいて開発することができ、その動作原理は次のとおりです。縦方向励起ファイバーレーザーを例にとると、希土類金属イオンをドープしたファイバーの一部が、選択された反射率を持つ2枚のミラーの間に配置されます。励起光は左側のミラーからファイバーに結合されます。左側のミラーは励起光をすべて透過し、レーザーを完全に反射するため、励起光を効果的に利用し、励起光が共振して出力光が不安定になるのを防ぎます。右側のミラーはレーザー部分を通過させてレーザービームのフィードバックを形成し、レーザー出力を得ます。励起波長の光子は媒体に吸収され、イオン数の反転を形成し、最終的にドープされたファイバー媒体で誘導放出を生成してレーザーを出力します。

ファイバーレーザーの特性: レーザー媒質自体が導波路媒質であるため、結合効率が高い。変換効率が高く、閾値が低く、放熱効果も良好。広い調整範囲、良好な分散と安定性を持つ。ファイバーレーザーは、効率的な波長変換器、つまり、ポンプ光の波長をドープされた希土類イオンのレーザー発振波長に変換するものとして理解することもできる。このレーザー発振波長は、ファイバーレーザーの出力光波長と正確に一致する。ポンプ波長によって制御されず、材料中の希土類ドーピング元素のみによって決定される。したがって、希土類イオンの吸収スペクトルに対応する異なる短波長で高出力の半導体レーザーをポンプ光源として使用することで、異なる波長のレーザー出力を得ることができる。

ファイバーレーザーの分類：ファイバーレーザーには数多くの種類があります。利得媒体によって、希土類元素添加ファイバーレーザー、非線形効果ファイバーレーザー、単結晶ファイバーレーザー、プラスチックファイバーレーザーに分類できます。ファイバー構造によって、シングルクラッドファイバーレーザーとダブルクラッドファイバーレーザーに分類できます。添加元素によって、エルビウム、ネオジム、プラセオジムなど10種類以上に分類できます。励起方式に​​よって、光ファイバ端面励起、マイクロプリズム側面光結合励起、リング励起などに分類できます。共振器の構造によって、FP共振器ファイバーレーザー、環状共振器ファイバーレーザー、「8」字型共振器レーザーなどに分類できます。動作モードによって、パルス光ファイバーと連続レーザーなどに分類できます。ファイバーレーザーの開発は加速しています。現在、さまざまな高出力レーザー, 超短パルスレーザー、 そして狭線幅可変レーザー次々と新たな技術が登場している。今後は、ファイバーレーザーは出力の向上、ビーム品質の向上、パルスピークの高化といった方向へと発展していくだろう。