光纖雷射簡介

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脈衝雷射可區分為Q開關雷射以及鎖模雷射 Q開關雷射：產生之脈衝寬度為ns等級鎖模雷射：產生之脈衝寬度為ps~fs等級根據調變機制不同，兩者皆可分為主動式以及被動式左圖為主動式，右圖為被動式Q開關雷射原理簡介Q開關雷射特性調變共振腔內之Q值 Q值與腔內的損耗成反比當增益大於損耗，及有脈衝輸出主動式Q開關雷射示意圖 Q開關雷射原理鎖模雷射原理簡介前言當加工需要更短的脈衝時，鎖模雷射之價值就此體現鎖模鎖的是縱模(頻域性質)，非橫模(光斑空間分部) 厚度100 um之不鏽鋼鑽孔效果高斯坐標中的雷射橫模分佈圖雷射共振腔模態(增益頻寬、縱向模) 模態之相位若模態間有固定的相位關係即為鎖模雷射最小脈衝寬度時間積帶寬(TBP) 鎖模是使得雷射器中振蕩的各縱模相位保持恆定。縱模相位鎖定後，雷射在時域上是一個光脈衝。相位鎖定的縱模越多，光脈衝越窄。 Q開關與鎖模雷射的差別 Q開關雷射之脈衝寬度為ns等級，鎖模則為ps至fs等級 Q開關本質上是被調製的連續光（Modulated CW），其縱模相位是隨機的→鎖模脈衝的縱模相位是鎖定的，可通過傅立葉轉換脈衝的頻域→時域鎖模雷射之重複頻率符合共振腔長鎖模雷射與主控震盪器的功率放大器MOPA (Master Oscillator Power-Amplifier) :主控振盪器的功率放大器由種子光源加上放大器之系統，即可稱為MOPA 業界常泛指MOPA為Mode-locked，亦約定成俗 MOPA之Q開關雷射系統架構圖 https://www.steo.com.tw/hot_501912.html 脈衝雷射：Q開關雷射、鎖模雷射 2024-11-11 2025-11-11

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首頁最新消息技術新知光纖雷射簡介 [2024-10-18]

光纖雷射：只要增益介質為光纖形式，即可稱為光纖雷射

幫浦光源-光源選擇

稀土元素之能階決定幫浦光源
吸收與放射波長越近，轉換效率越高
吸收率越高，效率越高

　　　　　　　摻鉺矽酸鹽光纖之吸收頻譜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　鉺離子能階示意圖

雖然1480nm之吸收率較高，但市面上並不常見高功率之1480nm雷射二極體，因此大多數皆使用976nm之雷射二極體做為幫浦光源。

幫浦光源-幫浦機制

幫浦機制可區分為纖芯幫浦機制以及纖衣幫浦機制

纖芯幫浦機制(core pump)：高效率、低閥值之系統

幫浦光源於纖芯內傳送
光束品質較佳
增益介質吸收率較高

纖衣幫浦機制(cladding pump)：常應用於高功率之系統

幫浦光源於纖衣內傳送
NA較大，入射角度增加
能承受較大功率

增益介質

增益介質為能呈現居量反轉的物質
增益介質決定雷射系統之輸出波長
相同增益介質，不同基材之光纖，特性也會不同

共振腔

可簡單區分為環形共振腔及線形共振腔
共振腔設計影響雷射輸出參數(效率、閥值及重複頻率等)

環形共振腔

線形共振腔

輸出功率與輸出功率關係圖

光纖雷射常用元件

元件所能承受之最高功率，影響雷射系統所能達到之最高功率。

WDM

Coupler

Combiner

Gain fiber

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