Definiție: Un laser care utilizează o fibră optică dopată ca mediu de câștig sau un laser în care majoritatea cavității rezonante laser este compusă din fibră optică.
Laserele cu fibră se referă de obicei la laserele care utilizează fibre optice ca mediu de câștig, deși unele lasere care utilizează medii de câștig semiconductor (amplificatoare optice semiconductoare) și cavități rezonante cu fibre pot fi numite și lasere cu fibră (sau lasere optice semiconductoare). În plus, unele alte tipuri de lasere (de exemplu, diode semiconductoare cuplate cu fibre) și amplificatoare cu fibră sunt, de asemenea, numite lasere cu fibră (sau sisteme laser cu fibră).
Mediul de câștig în cele mai multe cazuri este o fibră dopată cu ioni de pământuri rare, cum ar fi erbiu (Er3+), iterbiu (Yb3+), toriu (Tm{3+) sau praseodimiu (Pr3+) și trebuie să fie pompat de una sau mai multe diode laser cuplate cu fibre. Deși mediul de câștig al laserelor cu fibră este similar cu cel al laserelor în vrac cu stare solidă, efectele ghidului de undă și zonele mici de mod efectiv au ca rezultat lasere cu proprietăți diferite. De exemplu, acestea au, de obicei, un câștig mare al laserului și pierderi de cavitate rezonantă. Consultați termenii laser cu fibră și laser corporal.
Cavitate rezonantă laser cu fibre
Pentru a obține o cavitate rezonantă laser folosind o fibră optică, unii reflectori pot fi utilizați pentru a forma o cavitate rezonantă liniară sau poate fi fabricat un laser inel cu fibră. Diferite tipuri de reflectoare pot fi utilizate în cavitatea rezonantă liniară cu laser optic:
1. Într-o configurație de laborator, un reflector dicroic comun poate fi utilizat la portul de fibre tăiat vertical, așa cum se arată în Figura 1. Cu toate acestea, această soluție nu poate fi utilizată pentru producția de masă și nu este durabilă.
2. Reflexia Fresnel de la capătul fibrei goale este suficientă pentru a acționa ca un cuplaj de ieșire pentru laserul cu fibră. Un exemplu este dat în Fig. 2.
3. De asemenea, este posibil să se depună o acoperire dielectrică direct pe portul de fibre, de obicei prin evaporare. Astfel de acoperiri oferă o reflectivitate mare pe o gamă largă.
4. Pentru produsele comerciale se folosesc de obicei grătare de fibre Bragg, care pot fi preparate direct din fibre dopate sau prin fuziunea fibrelor nedopate cu fibre active. Figura 3 prezintă un laser cu reflexie Bragg distribuit (laser DBR) care conține două rețele de fibre și există un laser cu feedback distribuit acolo unde există o rețea în fibra dopată cu o schimbare de fază între ele.
5. Dacă lumina care iese din fibră este colimată folosind o lentilă și reflectată înapoi printr-un reflector dicroic, se poate obține o mai bună manevrare a puterii (de exemplu, Figura 4). Lumina obtinuta de reflector va avea o intensitate mult redusa datorita faptului ca are o suprafata a fasciculului mai mare. Cu toate acestea, o ușoară nealiniere poate provoca pierderi semnificative de reflexie, iar reflecțiile Fresnel suplimentare la capătul fibrei pot crea un efect de filtrare. Acesta din urmă poate fi suprimat prin utilizarea porturilor de fibră tăiate prin înclinare, dar acest lucru introduce pierderi dependente de lungimea de undă.
6. Se poate forma și un reflector de buclă optică (Figura 5), utilizând un cuplaj de fibre și o fibră pasivă.
Majoritatea laserelor optice sunt pompate de unul sau mai multe lasere semiconductoare cuplate cu fibre. Lumina pompei este cuplată direct în miez sau la putere mare în placarea pompei (vezi Fibre de placare dublă), după cum se discută mai detaliat mai jos.
Există multe tipuri de lasere cu fibră, dintre care câteva sunt descrise mai jos.
