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ファイバー結合レーザーの種類

2021-11-16



ファイバーレーザーとは、希土類をドープしたグラスファイバーを利得媒体として使用するレーザーのことです。ファイバーレーザーはファイバーアンプをベースに開発できます。ポンプ光の作用でファイバーに高出力密度が形成されやすくなり、レーザーが生成されます。作動物質のレーザーエネルギーレベルは「数反転」であり、正のフィードバックがある場合ループ(共振空洞を形成するため)が適切に追加され、レーザー発振出力を形成することができます。

ファイバー材料の種類に応じて、ファイバーレーザーは次のように分類できます。
1.クリスタルファイバーレーザー。使用材料はレーザー結晶ファイバーで、主にルビー単結晶ファイバーレーザーとnd3 +:YAG単結晶ファイバーレーザーです。
2.非線形光ファイバーレーザー。主に、刺激されたラマン散乱ファイバーレーザーと刺激されたブリルアン散乱ファイバーレーザーがあります。
3.希土類ドープファイバーレーザー。光ファイバの母材はガラスであり、光ファイバに希土類元素イオンをドープして活性化し、ファイバレーザーを作製しています。
4.プラスチックファイバーレーザー。プラスチック光ファイバーのコアまたはクラッドにレーザー色素をドープして、ファイバーレーザーを作成します。
利得媒体による分類:
a)結晶ファイバーレーザー。使用材料はレーザー結晶ファイバーで、主にルビー単結晶ファイバーレーザーとNd3 +:YAG単結晶ファイバーレーザーです。
b)非線形光ファイバーレーザー。主に、刺激されたラマン散乱ファイバーレーザーと刺激されたブリルアン散乱ファイバーレーザーがあります。
c)希土類ドープファイバーレーザー。希土類元素イオンをファイバーにドープして活性化し(Nd3 +、Er3 +、Yb3 +、Tm3 +など、マトリックスは石英ガラス、フッ化ジルコニウムガラス、単結晶)、ファイバーレーザーを作成します。
d)プラスチックファイバーレーザー。プラスチック光ファイバーのコアまたはクラッドにレーザー色素をドープして、ファイバーレーザーを作成します。
(2)共振空洞の構造により、F-P空洞、リング空洞、ループ反射型ファイバー共振器、「8」字型空洞、DBRファイバーレーザー、DFBファイバーレーザーなどに分類されます。
(3)ファイバー構造により、シングルクラッドファイバーレーザー、ダブルクラッドファイバーレーザー、フォトニック結晶ファイバーレーザー、特殊ファイバーレーザーに分類されます。
(4)出力レーザーの特性により、連続ファイバーレーザーとパルスファイバーレーザーに分類されます。パルスファイバーレーザーは、Qスイッチファイバーレーザー(パルス幅nsのオーダー)とモードロックファイバーレーザー(パルス幅psまたはfsのオーダー)にさらに分けることができます。
(5)レーザー出力波長の数により、単波長ファイバーレーザーと多波長ファイバーレーザーに分けられます。
(6)レーザー出力波長の調整可能な特性に応じて、調整可能な単一波長レーザーと調整可能な多波長レーザーに分けることができます。
(7)レーザー出力波長の波長帯により、Sバンド(1460〜1530 nm)、Cバンド(1530〜1565 nm)、Lバンド(1565〜1610 nm)に分類されます。
(8)モードロックの有無により、連続光レーザーとモードロックレーザーに分けられます。一般的な多波長レーザーは連続波レーザーです。
モードロック装置によると、パッシブモードロックレーザーとアクティブモードロックレーザーに分けることができます。
その中で、パッシブモードロックレーザーには次のものがあります。
同等/偽の可飽和吸収体:非線形回転モードロックレーザー(8字型、NOLMおよびNPR)
真の可飽和吸収体:SESAMまたはナノ材料(カーボンナノチューブ、グラフェン、トポロジカル絶縁体など)。


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