光纖激光是通過放大光纖內(nèi)特定波長的光，從而實現(xiàn)小體積、高效率、高信賴性、高光束品質(zhì)以及高輸出的所有要求的理想型激光。
光纖激光的增幅用光纖的構(gòu)造
光纖激光是以光纖為增幅媒介的固體激光的一種。處于光纖中心的纖芯中添加了稀土類元素Yb（鐿）。中心部的折射率最高。該添加了Yb的纖芯中會通過1.1μm的激光和勵起光。其外側(cè)第一鍍層通過勵起光。外側(cè)還有第二鍍層。鍍層是雙重的，因此被成為雙鍍層光纖。
圖1
雙鍍層光纖的光束傳輸
圖2是雙鍍層光纖的構(gòu)造和光束傳輸?shù)墓鈴姸确植肌?span style="color:#4EAAC0;">勵起光在第二鍍層進行全反射（＊注），而在Yb添加纖芯和第一鍍層中傳輸。激光在第一鍍層全反射，而在Yb添加纖芯中通過。勵起光 每次通過Yb添加纖芯，Yb就被勵起。
*注 全反射：入射光不透過界面，在界面上全部被反射的現(xiàn)象。
圖2
高輸出光纖激光的光路基本構(gòu)成
圖3是高輸出光纖激光的光路基本構(gòu)成。
光路主要分為①勵起部、②共振器部、③光束傳輸部三個部分。
①勵起部是用光纖把勵起用半導體激光（LD）發(fā)出的激光傳輸給勵起光合束器。勵起光合束器把來自多個LD的勵起光集結(jié)到一根光纖中。
②共振器部把來自勵起光合束器的勵起光傳輸給圖2說明過的雙鍍層光纖（增強用光纖）。勵起光勵起Yb，用FBG（ Fiber Bragg Grating）進行增幅。FBG有高反射率鏡片和低反射率鏡片，激光從低反射率鏡片上發(fā)振。
③光束傳輸部三個部分是把②共振器部發(fā)出的激光和加工頭或者光耦進行連接的光纖。
圖3
單一共振器的光纖激光輸出光的結(jié)合實現(xiàn)了光纖激光的高輸出化
圖4把圖３的傳輸光纖在輸出光結(jié)合部（輸出光合束器）進行多根結(jié)合，實現(xiàn)高輸出化。
例如把4根1kW結(jié)合后成為4kW，把6根1kW結(jié)合后成為6kW。
圖4
光纖激光的特長
和以往的固體激光相比，光纖激光有很多特長。
- 因為是從光纖輸出，光束的品質(zhì)很高（卓越的集光性）
- 在光纖內(nèi)可以高效率的放大，因此光纖激光不但小巧輕便，電-光轉(zhuǎn)換效率也很高（方便設(shè)置，消費電力低）
- 使用高輸出高信賴性的半導體激光作為勵起光源，同時實現(xiàn)光纖激光的高輸出和高信賴性（長壽命）
- 全部由光纖組成，沒有鏡片類，因此不用擔心沾灰塵和光軸偏，不需要頻繁的維護（維護性高）
由于以上的特長，光纖激光在打標、精細加工、焊接、切割、計測等多種行業(yè)正在急速普及。
| 光纖激光 | YAG激光 | CO2激光 | |
|---|---|---|---|
| 光束品質(zhì) |
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| 設(shè)置面積 |
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| 消耗電力 |
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| 信賴性（壽命） |
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| 維護 |
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| 遙控加工 |
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| 初期成本 |
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