光纖激光器以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、散熱效果好、轉(zhuǎn)換效率高、低閾值、工作穩(wěn)定可靠、無(wú)須調(diào)試、光束質(zhì)量好、易于集成等優(yōu)點(diǎn)，一直被人們認(rèn)為是固體激光技術(shù)實(shí)用化的最佳選擇。光纖激光器的發(fā)展可以追溯到20世紀(jì)60年代。1961年，美國(guó)的Snitzer用一根芯徑300μm的摻釹(Nd抖)玻璃波導(dǎo)觀察到了激光現(xiàn)象，從此開了光纖激光器的先河。1964年和1966年，Charlse等分別報(bào)道了釹玻璃光纖激光器。隨著光纖技術(shù)和半導(dǎo)體激光器的發(fā)展，光纖激光器也得到了較快的發(fā)展1973年，第一臺(tái)使用半導(dǎo)體泵浦的光纖激光器研制成功。特別是包層泵浦技術(shù)的提出，大大提高了光纖激光器的光轉(zhuǎn)換效率和輸出功率，與此同時(shí)，各種泵浦耦合技術(shù)也得到了相應(yīng)的發(fā)展。本文對(duì)光纖激光器的雙端泵浦進(jìn)行了研究，并對(duì)雙端泵浦光纖激光器的特性進(jìn)行了分析。

　　1 實(shí)驗(yàn)裝置

　　實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示 。實(shí)驗(yàn)所用儀器為兩臺(tái)輸出中心波長(zhǎng)均為808nm的半導(dǎo)體激光器LD1和LD2，15m長(zhǎng)摻釹保偏光纖作為增益介質(zhì)，兩個(gè)二色鏡兼做腔鏡和輸出鏡，其中一個(gè)是808nm高透1060nm 高反，另一個(gè)為45°的808nm高透和45°的1060 nm高反；耦合鏡使用40倍顯微物鏡。

圖1 雙端泵浦光纖激光器實(shí)驗(yàn)裝置

　　2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

　　實(shí)驗(yàn)分別測(cè)量了LD1和LD2單端泵浦，以及LD1和LD2雙端泵浦時(shí)光纖激光器的輸出功率。圖2(a)是LD1半導(dǎo)體激光器單端泵浦時(shí)輸出功率與泵浦電流之間的關(guān)系曲線，圖2(b)是LD2半導(dǎo)體激光器單端泵浦時(shí)輸出功率與泵浦電流之間的關(guān)系曲線?？梢钥闯觯敵龉β孰S泵浦電流的增加呈近似線性增加。

圖２單端泵浦輸出功率與電流關(guān)系

　　圖3是LD1和LD2半導(dǎo)體激光器雙端泵浦時(shí)輸出功率與泵浦電流之間的關(guān)系曲線，可見(jiàn)輸出功率隨泵浦電流的增加亦呈近似線性增加。即光纖激光器輸出都能保持很好的線性，這說(shuō)明雙包層光纖激光器還未達(dá)到飽和，仍能通過(guò)增加泵浦功率來(lái)提高輸出功率。國(guó)內(nèi)外在這一領(lǐng)域的研究，主要涉及提高激光輸出功率和泵浦效率，本文實(shí)驗(yàn)所用光纖芯徑僅為0.5μm的單模光纖，主要研究雙端泵浦的效率和輸出激光的偏振情況。

圖３單端泵浦輸出功率與電流關(guān)系

圖4是利用兩臺(tái)半導(dǎo)體激光器分別單端泵浦輸出功率之和與雙端泵浦輸出功率的比較。從圖4也可以看出，在相同泵浦電流時(shí)，雙端泵浦時(shí)輸出功率大于兩泵源單獨(dú)泵浦時(shí)輸出功率之和，說(shuō)明雙端泵浦轉(zhuǎn)換效率高。

圖４雙端泵輸出功率與單端輸出功率之和比較

　　雙端泵浦光纖激光器，由于泵浦光從光纖兩端進(jìn)入增益光纖，使得進(jìn)入光纖的泵浦功率分布比較均勻，有利于增益離子充分吸收，提高轉(zhuǎn)換效率；同時(shí)可以減輕端面損傷，提高泵浦功率和輸出激光功率。

　　當(dāng)泵浦功率增加時(shí)，在光纖輸出端可以得到輸出激光的光譜，如圖5所示，其發(fā)射峰為1060nm。繼續(xù)增加泵浦功率，當(dāng)泵浦電流為8A時(shí)，觀察到了第2個(gè)激光峰，其中心波長(zhǎng)為1092nm。同時(shí)，在輸出激光的譜線中，已經(jīng)看不到808nm附近的泵浦源的譜線，這說(shuō)明該雙包層光纖的熊貓型內(nèi)包層結(jié)構(gòu)及光纖的選取長(zhǎng)度保證了泵浦光能夠被充分吸收。繼續(xù)增加泵浦電流，最終獲得了6.5W的激光輸出。

圖５雙端泵輸出激光光譜

　　利用格蘭泰勒棱鏡測(cè)量了輸出激光的偏振度，測(cè)量時(shí)將經(jīng)準(zhǔn)直后的激光通過(guò)檢偏鏡，讀出輸出激光經(jīng)過(guò)偏振鏡后的讀數(shù)，旋轉(zhuǎn)檢偏鏡一周，讀出兩個(gè)最大值和兩個(gè)最小值，求其平均值，得到最大值P1和最小值P2，代人偏振度的定義式P=(P1-P 2)／(P1+P2)，從而計(jì)算出輸出激光的偏振度為0.5。

　　3 結(jié)論

　　利用兩臺(tái)半導(dǎo)體激光器對(duì)光纖激光器的雙端泵浦進(jìn)行了研究，獲得了6.5W的激光輸出，其偏振度為0.5。通過(guò)分析可知，雙端泵浦光纖激光器泵浦光從光纖兩端進(jìn)入增益光纖，進(jìn)入光纖的泵浦功率分布比較均勻，有利于增益離子對(duì)泵浦功率的充分吸收，提高了轉(zhuǎn)換效率；同時(shí)可以減輕端面損傷，提高泵浦效率和輸出激光功率。