辅助阅读材料 第一章光纤器件 第一章光纤器件 1.1光纤激光器 1.1.1基本概念 许多稀土离子，如铒、铥、和镜，都可用于制造光纤激光器，其工作波长在 0.4m~4m之间。早在1961年就研制了第一台光纤激光器，当时所用的是掺钕 光纤，芯径为300m。低损耗的硅光纤出现不久，便于1973年出现了被用于 极管激光器泵浦源的光纤激光器。虽然之后又开展了一些工作，但直到20世纪 80年代后期，光纤激光器才取得长足的进展。初期工作侧重于掺钕和掺饵的光 纤激光器，但诸如钬、钐、铥和镜等参杂物也曾使用过。从1989年开始，研究 重点集中在锁模的掺饵光纤激光器上，这类激光器能在1.55m波段产生超短脉 冲，并在光纤通信、超快现象、光纤传感器等方面有广泛应用。 1泵浦和光增益 激光器泵浦结构可分为三能级和四能级两种，如图1.1所示。在某种情况下， 另一种泵浦机制也可能实现，即上转换激光。作为一个实例，图1.2给出了Tm 掺杂上转换激光器的泵浦过程。来自同一（或不同）泵浦激光器的两个或多个光 子被掺杂离子同时吸收，使该离子跃迁到能力相差大于单个泵浦光子能量的能级 上。结果激光器的工作频率高于泵浦光频率，该现象在非线性光学中被称为频率 上转换。频率上转换可以用半导体激光器产生的红外光泵浦，而使激光器工作在 蓝光波段，因此引起人们的注意。在图1.2所示的例子中，三个1.06m的泵浦 光子使Tm3*离子跃迁到'G,激发态，通过'G,→3H,的辐射跃迁，发出475m的 蓝光。注意，图中各能级事实上均是因基质加宽形成的能带。 (a)三能级系潮结构 (化)四能级结构 图11两种泵浦原理的示意图 1 辅助阅读材料 第一章 光纤器件 第一章 光纤器件 1.1 光纤激光器 1.1.1 基本概念 许多稀土离子，如铒、铥、和镱，都可用于制造光纤激光器，其工作波长在 0.4 µm~4 µm之间。早在 1961 年就研制了第一台光纤激光器，当时所用的是掺钕 光纤，芯径为 300 µm。低损耗的硅光纤出现不久，便于 1973 年出现了被用于二 极管激光器泵浦源的光纤激光器。虽然之后又开展了一些工作，但直到 20 世纪 80 年代后期，光纤激光器才取得长足的进展。初期工作侧重于掺钕和掺铒的光 纤激光器，但诸如钬、钐、铥和镱等参杂物也曾使用过。从 1989 年开始，研究 重点集中在锁模的掺铒光纤激光器上，这类激光器能在 1.55 µm波段产生超短脉 冲，并在光纤通信、超快现象、光纤传感器等方面有广泛应用。 1 泵浦和光增益 激光器泵浦结构可分为三能级和四能级两种，如图 1.1 所示。在某种情况下， 另一种泵浦机制也可能实现，即上转换激光。作为一个实例，图 1.2 给出了Tm 掺杂上转换激光器的泵浦过程。来自同一（或不同）泵浦激光器的两个或多个光 子被掺杂离子同时吸收，使该离子跃迁到能力相差大于单个泵浦光子能量的能级 上。结果激光器的工作频率高于泵浦光频率，该现象在非线性光学中被称为频率 上转换。频率上转换可以用半导体激光器产生的红外光泵浦，而使激光器工作在 蓝光波段，因此引起人们的注意。在图 1.2 所示的例子中，三个 1.06 µm的泵浦 光子使Tm3+离子跃迁到 4激发态，通过 的辐射跃迁，发出 475 1 G 5 3 4 1 G → H µm的 蓝光。注意，图中各能级事实上均是因基质加宽形成的能带。 图 1.1 两种泵浦原理的示意图 1