基本介紹
定義,工作原理,
定義
MOPA：主控振盪器的功率放大器 Master Oscillator Power-Amplifier。與傳統的固體和氣體雷射器相比 , 光纖雷射器具有以下優點 : 轉換效率高 ( 光 - 光轉換效率超過60%) 、 雷射閾值低 ; 結構簡單 , 工作物質為柔性介質 , 使用方便 ; 光束質量高 ( 很容易 接近衍射極限 ); 雷射輸出譜線多、 調諧范 圍寬 (455 ～ 3 500nm); 體積小、 重量輕、 散熱效果好、使用壽命長。
但是 , 由於輸出功率比較低 , 其套用範圍一直受到很大限制。 隨著雙包層光纖和大功率半導體雷射器 (LD) 製造技術的逐漸成熟 , 光纖雷射器的輸出功率得到了極大的提高 , 其套用範圍也得到了很大擴展具有一定重複頻率、高能量、 高峰值功率、高光束質量的超短脈衝雷射在光纖通信、 醫療、 軍事和生物學等領域具有誘人的套用前景 , 已經成為當前人們的研究熱點之一。
目前 , 在光纖中獲得超短脈衝雷射的方式主要有兩種 : 鎖模技術和調 Q 技術。 鎖模脈衝光纖雷射器主要是利用各種因素對腔內的振盪縱模進行調製 , 當各縱模具有確定的相位關係 , 任意相鄰縱模相位差為常數時就可以實現相干疊加得到超短脈衝 , 脈衝寬度可以達到亞皮秒～亞飛秒量級。 調 Q 脈衝光纖雷射器是在雷射器諧振腔內插人 Q 開關器件 , 通過周期性改變腔內的損耗 , 實現脈衝雷射輸出 , 脈衝寬度可以達到 10 - 9 s 量級 。 利用調 Q 或鎖模技術 , 可以獲得極高的峰值功率 , 但是 , 單個調 Q 或鎖模雷射器得到的脈衝能量往往很有限 , 這限制了其套用領域範圍。為了進一步提高脈衝能量 , 就要用到放大技術 , 即採用主振盪功率放大 ( MOPA) 結構。 採用該結構在光纖中獲得的高能量脈衝雷射與種子光源的雷射波長、重複頻率相同 , 而且時域脈衝的形狀和寬度也幾乎不變。 選擇一定重複頻率和脈衝寬度的種子光源作為主振盪器 , 通過功率放大後就能獲得所需的高能量脈衝雷射輸出。 因而採用主振盪功率放大技術來實現高脈衝能量、 高平均輸出功率成為一種理想選擇。
