Definition: En laser som använder en dopad optisk fiber som förstärkningsmedium, eller en laser där majoriteten av laserns resonanshålighet består av optisk fiber.
Fiberlasrar hänvisar vanligtvis till lasrar som använder optiska fibrer som förstärkningsmedium, även om vissa lasrar som använder halvledarförstärkningsmedia (halvledaroptiska förstärkare) och fiberresonantkaviteter också kan kallas fiberlasrar (eller optiska halvledarlasrar). Dessutom kallas vissa andra typer av lasrar (t.ex. fiberkopplade halvledardioder) och fiberförstärkare även fiberlasrar (eller fiberlasersystem).
Förstärkningsmediet är i de flesta fall en sällsynt jordartsmetalljondopad fiber, såsom erbium (Er3+), ytterbium (Yb3+), torium (Tm3+) eller praseodym (Pr3+), och måste pumpas av en eller flera fiberkopplade laserdioder. Även om förstärkningsmediet för fiberlasrar liknar det för solid-state bulklasrar, resulterar vågledareffekter och små effektiva lägesområden i lasrar med olika egenskaper. Till exempel har de vanligtvis hög laserförstärkning och resonanshålighetsförluster. Se termerna fiberlaser och kroppslaser.
Fiberlaserresonanshålighet
För att få en laserresonanshålighet med hjälp av en fiberoptik kan vissa reflektorer användas för att bilda en linjär resonanshålighet eller så kan en fiberringlaser tillverkas. Olika typer av reflektorer kan användas i den linjära optiska laserresonanshåligheten:
1. I en laboratorieuppställning kan en vanlig dikroisk reflektor användas vid den vertikalt skurna fiberporten, som visas i figur 1. Denna lösning kan dock inte användas för massproduktion och är inte hållbar.
2. Fresnelreflektionen vid ändytan av den blotta fibern är tillräcklig för att fungera som en utgångskopplare för fiberlasern. Ett exempel ges i fig. 2.
3. Det är också möjligt att avsätta en dielektrisk beläggning direkt på fiberporten, vanligtvis genom förångning. Sådana beläggningar ger en stor reflektivitet över ett brett område.
4. För kommersiella produkter används vanligtvis fiber-Bragg-galler, som kan framställas direkt av dopade fibrer eller genom att odopade fibrer smälts samman till aktiva fibrer. Figur 3 visar en Distributed Bragg Reflection-laser (DBR-laser) som innehåller två fibergitter, och en distribuerad återkopplingslaser finns där det finns ett gitter i den dopade fibern med en fasförskjutning däremellan.
5. Om ljuset som lämnar fibern kollimeras med hjälp av en lins och reflekteras tillbaka genom en dikroisk reflektor, kan bättre effekthantering erhållas (t.ex. figur 4). Ljuset som erhålls av reflektorn kommer att ha en kraftigt reducerad intensitet på grund av att det har en större strålarea. En liten förskjutning kan emellertid orsaka betydande reflektionsförluster och ytterligare Fresnel-reflektioner vid fiberänden kan skapa en filtreringseffekt. Det senare kan undertryckas genom att använda tiltskurna fiberportar, men detta introducerar våglängdsberoende förluster.
6. En optisk slingreflektor kan också utformas (figur 5), med användning av en fiberkopplare och passiv fiber.
De flesta optiska lasrar pumpas av en eller flera fiberkopplade halvledarlasrar. Pumpljuset kopplas direkt in i kärnan, eller med hög effekt in i pumpbeklädnaden (se Dubbla beklädnadsfibrer), som diskuteras mer i detalj nedan.
Det finns många typer av fiberlasrar, varav flera beskrivs nedan.
