【正文】 躍型多模光纖 (b) 漸變型多模光纖 (c) 單模光纖到20世紀(jì)80年代為止，光纖激光器都是將泵浦光直接入射到光纖的纖芯中進(jìn)行泵浦的（纖芯直接泵浦光纖激光器）。另外，對(duì)于多模光纖（MMF）的纖芯直接泵浦方式，光束品量降低，無(wú)法滿足大功率高光束品量的加工要求。這種雙包層光纖激光器迅速普及，成為現(xiàn)在的大功率光纖激光器的主流泵浦方法。（a）普通單包層光纖（b）雙包層光纖第四章 光纖激光器光纖激光器是使用摻稀土類的光纖作為介質(zhì)的激光器。有連續(xù)（CW）振蕩和脈沖振蕩的光纖激光器兩種，前者具有大功率，多應(yīng)用在切割和焊接方面，后者為小功率，多用在微細(xì)加工和打標(biāo)記方面。由于光學(xué)系統(tǒng)的反射鏡、透鏡等的塵埃附著，周圍環(huán)境的熱和機(jī)械影響帶來(lái)的光軸偏離等，導(dǎo)致發(fā)生輸出功率降低和光束品量變差等現(xiàn)象。而光纖激光器克服了固體激光器的這些缺點(diǎn)，顯示出一些新的特征。如此，光纖激光器的構(gòu)成要素和固體激光器是一樣的，但塊狀的諧振腔構(gòu)成元件可以用引線元件代替，可以減少元件數(shù)目。相對(duì)地，光纖激光器可以使用模塊化的光纖通信技術(shù)，一般人都可以簡(jiǎn)單地組裝穩(wěn)定的激光諧振腔。1985年利用改進(jìn)型化學(xué)氣相沉積法制成了低損耗硅玻璃的單模光纖，開發(fā)了低噪聲的摻Er光纖放大器（EDFA），所以才有不需要光電轉(zhuǎn)換的光信號(hào)而被直接放大成為可能。光通信以外，最初被應(yīng)用的大功率光纖激光器是摻釹（Nd）的光纖激光器（釹纖維激光器）。1999年采用包層泵浦Nd光纖的CW光纖激光器已達(dá)到100W，2002年已達(dá)到1kW。Yb光纖激光器的振蕩波長(zhǎng)在1030~1100nm之間，2005年摻Y(jié)b單模光纖激光器CW2kW、2008年CW6kW、2009年CW10kW（商品化產(chǎn)品為2kW），多模50kW已制成。另外，在2μm帶，摻銩（Tm）光纖激光器（Tm光纖激光器）的研究得到進(jìn)展。全反射鏡高反射鏡，光源95%被反射，5%被輸出圖42 光纖激光器原理圖如圖42所示，光纖激光器的原理圖與其他激光器一樣，也是由最主要的三部分組成：泵浦源（LD）、工作介質(zhì)、諧振腔。首先種子光源由泵浦光產(chǎn)生，通過(guò)光學(xué)耦合系統(tǒng)將泵浦光導(dǎo)入到增益光纖中，產(chǎn)生受激輻射，在工作介質(zhì)中，種子光源被放大，但是還達(dá)不到我們需求的強(qiáng)度，這時(shí)諧振腔起到了振蕩光的作用，放大的光到達(dá)右邊的高反射鏡后絕大部分被重新反射進(jìn)入增益光纖中，從而在增益光纖中再次發(fā)生受激輻射光放大。直到光強(qiáng)度達(dá)到閥值后，放大光的一小部分才通過(guò)右邊的半反射鏡輸出，成為供人使用的激光，而其他95%的光則繼續(xù)被反射回去產(chǎn)生光放大。另外，激光頭可以做的很小，可以獲得柔軟性的系統(tǒng)更新。（2）不需要維護(hù)固體激光器隨著大功率化，由于熱透鏡效應(yīng)和熱致雙折射效應(yīng)等熱效應(yīng)顯著，因此光束品量大幅降低。另一方面，光纖激光器的冷卻方法在100W以內(nèi)可以用空冷，這是因?yàn)樽鳛榧す饨橘|(zhì)的光纖的表面積/體積的比值要比塊狀固體激光器的棒形介質(zhì)大4個(gè)量級(jí)以上，有優(yōu)良的散熱性。由此可以達(dá)到大功率密度化，實(shí)現(xiàn)高分辨率加工。構(gòu)成內(nèi)置單模光纖，基本上可以獲得橫膜的單一化。不包含自由空間光學(xué)系統(tǒng)的全光纖激光器中，由于沒有空間光學(xué)元件，因此不容易受到塵埃附著和周圍環(huán)境熱的、機(jī)械的影響。（5）寬增益幅度、高增益、高效率作為廣泛使用的光纖激光器的增益介質(zhì)，摻稀土類硅玻璃光纖有復(fù)雜的晶體場(chǎng)的影響，顯示出沒有微細(xì)構(gòu)造的寬光譜能級(jí)，與YAG晶體相比，可以實(shí)現(xiàn)寬帶的光放大。而且泵浦光被封閉在光纖中，所以可以實(shí)現(xiàn)高效率泵浦（光光轉(zhuǎn)換效率約為70%，電光轉(zhuǎn)換效率約為30%）（6）容易實(shí)現(xiàn)大功率化因?yàn)楸闷帜K可以串聯(lián)和并聯(lián)連接，所以很容易增加輸出功率。（7）可以長(zhǎng)距離傳輸從光纖激光器輸出的激光，可以高效率地耦合到傳輸光纖中。（8）容易產(chǎn)生非線性光學(xué)效應(yīng)光纖的芯徑小，相互作用長(zhǎng)度很長(zhǎng)，容易產(chǎn)生非線性光學(xué)效應(yīng)，所以不適合高強(qiáng)度的脈沖工作，激光的性能受到限制。第五章 實(shí)驗(yàn)室激光器型號(hào)及操作安全 本實(shí)驗(yàn)室激光器簡(jiǎn)介本實(shí)驗(yàn)室使用的是德國(guó)ROFIN公司FL020型光纖激光器。這款FL020激光器一經(jīng)展出就成為一大亮點(diǎn)。自投入市場(chǎng)以來(lái)，ROFIN FL系列光纖激光器已在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域打下了穩(wěn)固的基礎(chǔ)，并在許多應(yīng)用領(lǐng)域以其高效、精密及成本效益著稱。更小巧緊湊、更簡(jiǎn)單易用是該系列產(chǎn)品新性能及設(shè)計(jì)增強(qiáng)的最好描述。 ROFIN FL系列所有光纖激光器均能提供極高的效率及卓越的光束質(zhì)量。與早期固態(tài)激光技術(shù)相比，ROFIN光纖激光技術(shù)可用于更為寬泛的加工應(yīng)用領(lǐng)域。光纖激光器適用于切割、焊接、表面處理應(yīng)用，同樣也適用于廣泛的掃描應(yīng)用。RCU還具備一項(xiàng)集成式掃描解決方案，可避免在掃描頭上使用獨(dú)立控制器。 激光器使用安全事項(xiàng)激光增材制造采用高能量密度的光纖激光器，功率密度很高，必須做好人身防護(hù)。另外，激光系統(tǒng)本身要安全運(yùn)行，也必須遵守如下一些安全規(guī)程。2) 操作人員應(yīng)該穿好緊身合適的防護(hù)衣服，把袖口扣緊或者把衣袖卷起，把上衣扎在褲子里，腰帶端頭不應(yīng)懸擺。留有長(zhǎng)發(fā)的人員要戴防護(hù)帽或頭巾，頭巾及領(lǐng)帶的端頭要仔細(xì)塞好。同時(shí)為防止吸入金屬粉塵，操作人員在操作過(guò)程中需佩戴醫(yī)用口罩或防塵面具。5) 禁止將激光直射向面前的玻璃。6) 在您使用激光工作時(shí)，請(qǐng)摘掉您的手表，以避免手表反射的光入眼造成傷害。8) 由于粉塵可能散落在地上，造成人員滑倒，操作人員應(yīng)該穿具有防滑功能的勞保鞋或運(yùn)動(dòng)鞋，不可穿高跟鞋或拖鞋。對(duì)激光進(jìn)行其他保養(yǎng)之前，務(wù)必理解操作手冊(cè)中的說(shuō)明；12) 激光器工作頻率超過(guò)10Hz時(shí)，需接入循環(huán)水進(jìn)行水冷，使用完畢及時(shí)關(guān)閉循環(huán)水，避免內(nèi)部結(jié)水；13) 激光器不宜在高溫及潮濕環(huán)境下工作。15) 請(qǐng)您在實(shí)驗(yàn)環(huán)境末端放置黑色金屬板以防止激光泄露到工作區(qū)以外的空間。其中住宅面積m2，共12棟，1～7棟建筑層數(shù)為11層，8～12棟11層（局部復(fù)式頂層），首層局部架空，布置公建配套設(shè)施。s liquor industry slip to stabilise. Promoting deep development of integrated energy, advanced equipment manufacturing industry, changning district, shale gas production capacity reached 277 million cubic metres, built the country39。s liquor industry slip to stabilise. Promoting deep development of integrated energy, advanced equipment manufacturing industry, changning district, shale gas production capacity reached 277 million cubic metres, built the countr