关于光纤激光器的研究综述前言光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，作为第三代激光技术的代表，具有其他激光器无可比拟的技术优越性。

由于其具有绝对理想的光束质量、超高的转换效率、成本低、高稳定性以及体积小等优点，对传统的激光行业产生巨大而积极的影响。

这导致了光纤激光器在近年来成为激光中的热门领域。

本文查找了以“锁模技术”“光纤激光器”“非线性偏振旋转”“超短脉冲”为主要关键字的有关的28篇文献，这些论文主要集中在激光，量子，光子等领域。

锁模光纤激光器因其紧凑小巧，成本低和光束质量好等优点，近年来获得快速发展，从发表论文的统计分析上来看，近三年年发表的文章数量占文章总数的大部分，并呈逐年增加趋势，由此可见近几年学者对光纤激光器的研究呈明显上升趋势。

而在这其中大部分文章都涉及锁模光纤激光器与掺杂光纤激光器，尤其是++光纤激光器。

它们在实用方面的优点对传统的被动锁模光纤激光器，掺33,Yb Er激光行业产生巨大而积极的影响，这导致了光纤激光器在近年来成为激光中的热门领域。

正文1 锁模光纤激光器锁模光纤激光器因其紧凑小巧、成本低和光束质量好等优点，近年来获得快速的发展。

根据其锁模的原理，锁模光纤激光器可分为三类：主动锁模光纤激光器、被动锁模光纤激光器，主被动混合锁模光纤激光器。

主动锁模光纤激光器又可分为调制型锁模和注入型锁模两类。

调制型主动锁模光纤激光器通常利用LiNbO3晶体作为调制器实现锁模，既可以进行振幅调制也可以进行相位调制，而注入型锁模光纤激光器主要有两种形式：一是利用行波半导体光放大器的非线性增益调制特性实现主动锁模；二是利用光纤的价差相位调制效应进行主动锁模。

但主动锁模光纤激光器想走向实用化，稳定性问题是必须要解决的。

被动锁模光纤激光器通常利用半导体的可饱和吸收效应或光纤中的非线性效应作为锁模机制，它一般不需要外接施加的调制信号。

半导体可饱和吸收锁模激光器的优点是容易实现激光器的自启动，而且脉冲的重复频率较稳定，脉宽小，但因为其不是全光纤的结构，故在实际应用中响应速度交大。

基于光纤非线性的锁模激光器可实现全光纤的结构，克服了半导体可饱和吸收体被动锁模的缺点，响应时间小。

主被动混合锁模光纤激光器是以上两种的有机结合，因为主动锁模光纤激光器的弛豫震荡和超模噪声劣化了输出脉冲的质量，而被动锁模光纤激光器输出脉冲重复率受光纤长度的限制不可能提高，而且不容易调整和控制，所以利用主被动混合的技术，可以优化这些不足，获得最好的效果。

这类激光器具有体积小、超快光谱、材料加工、非线性光学、医学成像和外科医疗等领域有十分广泛的应用前景。

2 掺杂光纤激光器掺杂光纤激光器的增益介质主要是掺稀土光纤，激光产生机制是受激辐射。

按照所掺稀土元素不同，可分为掺3Yb +光纤激光器，掺3Er +光纤激光器以及 33/Yb Er ++共掺光纤激光器等。

不同的掺杂光纤的发射波长不同，掺3Er +光纤激光器以其激射波长在光纤通信窗口1.55m μ波段，与光纤通信系统完全兼容等优点而受到广泛的研究，被认为是将来长距离，大容量的超高束光纤通信及孤子通信系统的理想光源。

3Yb +具有相当宽的吸收带（8001064nm -）以及相当宽的激发带（9701200nm -），因此，泵浦源的选择非常广泛且泵浦源和激光都没有受激态吸收。

双包层掺3Yb +光纤激光器可以实现非常高的输出功率，单模输出最大可达200W ，是激光加工的理想光源。

掺3Tm +光纤激光器的激射波长为1.4m μ波段，也是重要的光纤通信光源。

其他的掺杂光纤激光器，如在2.1m μ波长工作的掺3Ho +光纤激光器，由于水分子在2.1m μ附近有很强的中红外吸收峰，对邻近组织的热伤害小，止血性号，且该波段对人眼是安全的，在医疗和生物研究上有广阔应用前景。

3 光纤光纤激光器的主要技术问题一 如何提高光纤光栅性能，新型光纤光栅调谐探索全光纤调谐激光器波长的选择由光纤光栅完成。

显然，全光纤调谐激光器的完善和发展在很大程度上将依赖于光纤光栅技术的发展，如光纤光栅工作波长的选取，波长的稳定性，峰值波长的带宽和反射率，使用寿命和费效比等都是迫切需要解决的主要问题。

二 光纤光纤激光器的噪声问题无论是光源驱动电路引入的电噪声，还是光器件带来的噪声，都将是影响其使用性能，制约其发展的一大因素。

因此，光纤激光器驱动电路的设计要求具有结构紧凑，噪声小，抗干扰能力强等特点。

同时，制作性能优异的无光源器件也是光纤激光器发展的关键。

三 如何增大全光纤调谐激光器的调谐范围许多科学技术研究和实际应用领域都需要更宽调制范围的全光纤调谐激光器如何最大限度的利用掺3Er +光纤的增益带宽，增大激光器的可调谐范围尚待进一步完善和提高。

四 如何提高全光纤调谐激光器稳定性可调谐激光器无论是驻波型还是行波型，激光震荡的模式和自脉动等现象都严重影响激光输出的稳定性（包括波长稳定性和功率稳定性），这涉及激活介质的特性和模式竞争等问题，未来研究工作应该搞清楚全光纤调谐激光器输出稳定性的物理机制，并寻求相应的技术措施。

4 光纤激光器的发展前景光有源器件是光通信系统中将电信号转化为光信号或将光信号转化为电信号的关键器件，是光传输系统的心脏。

而光纤激光器在光学模式，使用寿命等方面的优点使其成为新一代固体激光器的代表，有广阔的前景。

根据收集的文献，我们了解到了未来光纤激光器的主要发展方向：一全方位拓宽光纤激光器的应用领域，研制全光纤激光器实现与光纤通信系统高效率连接。

二扩展新的激光波段，拓宽激光器的可调谐范围，压窄激光谱宽。

三高功率，高亮度多模半导体激光器的改进和包层泵浦光纤技术的发展使得高功率激光器前景良好，是目前国际上激光技术研究的热点之一。

进一步提高光纤激光器的性能和输出功率，是高功率光纤激光器发展的主要研究内容。

四高功率连续光纤激光向高平均功率，高峰值功率的脉冲光纤激光器发展。

从应用目标出发时，连续工作的光纤激光器能提供的靶面功率密度较低，脉冲工作的光纤激光器应用将更加广泛。

五进行整机小型化，实用化和智能化的研究，全面提高全光纤调谐激光器的性能，尽快达到实用化和商业化。

目前，全光纤调谐激光器的研究大部分尚处于实验室阶段，极少有商品提供。

今后应努力提高激光器的泵浦效率和输出功率，增加光输出的稳定性，延长寿命，优化设计，降低成本，使之达到实用化水平，尽快形成产业。

六从常规的光纤激光器组束技术向相干组束技术发展。

将多个高功率光纤激光器的输出按常规方式组束，虽然可以提升总的输出功率，但光束质量变差，亮度提高有限。

相干组束技术则可以在提升总功率的同时，保持光纤激光器良好的光束质量，这将是高功率光纤激光器的很有前途的发展方向。

七光纤激光器的工业应用从低功率的打标，雕刻（百瓦级）向更高功率的金属和陶瓷的切割，焊接等方面发展（千瓦到万瓦级）。

在汽车和造船等行业中，结构紧凑，使用方便的高功率光纤激光器具有巨大的市场潜力，但要成功取代常规工业激光器还要依赖于它能够获得优良的光束质量。

八超短脉冲光纤激光器。

小结随着光通信网络及相关领域技术的飞速发展，光纤激光器技术正在不断向广度和深度方面推进。

科学技术的进步，特别是以光纤光栅，滤波器，光纤技术，光子晶体光纤等为基础的新型光器件的陆续面世，将为光纤激光器的设计提供新的对策和思路。

包层泵浦光纤激光器和单波长，多波长RFL的面世，无疑体现出光纤激光器的巨大潜力。

目前光纤激光器的开发研制转向多功能化，实用化方向发展，逐渐开发出能根据客户需要而输出特定波长的Raman光纤激光器，针对WDM系统而开发的基于超连续谱的多波长光纤激光器，能改变波长间隔的多波长激光器和高亮度，高功率的大功率激光器。

可以预见，光纤激光器必将在未来各个领域中发挥重要作用。

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