정의: 이득 매질로 도핑된 광섬유를 사용하는 레이저 또는 레이저 공진 공동의 대부분이 광섬유로 구성된 레이저입니다.
파이버 레이저는 일반적으로 이득 매체로 광섬유를 사용하는 레이저를 말하지만, 반도체 이득 매체(반도체 광 증폭기)와 파이버 공진 공동을 사용하는 일부 레이저는 파이버 레이저(또는 반도체 광 레이저)라고도 합니다. 또한, 다른 유형의 레이저(예: 파이버 결합 반도체 다이오드)와 파이버 증폭기도 파이버 레이저(또는 파이버 레이저 시스템)라고 합니다.
대부분의 경우 이득 매체는 에르븀(Er3+), 이터븀(Yb3+), 토륨(Tm3+), 프라세오디뮴(Pr3+)과 같은 희토류 이온 도핑 파이버이며, 하나 이상의 파이버 결합 레이저 다이오드로 펌핑해야 합니다. 파이버 레이저의 이득 매체는 솔리드 스테이트 벌크 레이저와 유사하지만, 도파관 효과와 작은 유효 모드 영역으로 인해 레이저의 속성이 달라집니다. 예를 들어, 일반적으로 레이저 이득과 공진 공동 손실이 높습니다. 파이버 레이저와 바디 레이저라는 용어를 참조하세요.
파이버 레이저 공진 공동
광섬유를 사용하여 레이저 공진 공동을 얻기 위해 일부 반사경을 사용하여 선형 공진 공동을 형성하거나 파이버 링 레이저를 제작할 수 있습니다. 선형 광학 레이저 공진 공동에는 다양한 유형의 반사경을 사용할 수 있습니다.
1. 실험실 설정에서 일반적인 이색성 반사경은 그림 1과 같이 수직으로 절단된 파이버 포트에 사용할 수 있습니다. 그러나 이 솔루션은 대량 생산에 사용할 수 없으며 내구성이 없습니다.
2. 베어 파이버의 끝면에서의 프레넬 반사는 파이버 레이저의 출력 커플러 역할을 하기에 충분합니다. 그림 2에 예가 나와 있습니다.
3. 또한 일반적으로 증발을 통해 파이버 포트에 직접 유전체 코팅을 증착할 수도 있습니다. 이러한 코팅은 광범위한 범위에서 큰 반사율을 제공합니다.
4. 상용 제품의 경우, 파이버 브래그 격자가 일반적으로 사용되며, 이는 도핑된 파이버에서 직접 준비하거나 도핑되지 않은 파이버를 활성 파이버에 융합하여 준비할 수 있습니다. 그림 3은 두 개의 파이버 격자를 포함하는 분산 브래그 반사 레이저(DBR 레이저)를 보여주고, 도핑된 파이버에 격자가 있고 그 사이에 위상 편이가 있는 분산 피드백 레이저가 존재합니다.
5. 광섬유에서 나오는 빛이 렌즈를 사용하여 콜리메이트되고 이색 반사경을 통해 다시 반사되면 더 나은 전력 처리를 얻을 수 있습니다(예: 그림 4). 반사경에서 얻은 빛은 빔 영역이 더 크기 때문에 강도가 크게 감소합니다. 그러나 약간의 정렬 오류로 인해 상당한 반사 손실이 발생할 수 있으며 광섬유 끝면에서 추가 프레넬 반사가 필터링 효과를 생성할 수 있습니다. 후자는 틸트 컷 광섬유 포트를 사용하여 억제할 수 있지만 파장에 따라 손실이 발생합니다.
6. 파이버 커플러와 수동 파이버를 활용하여 광 루프 반사기를 형성할 수도 있습니다(그림 5).
대부분의 광 레이저는 하나 이상의 파이버 결합 반도체 레이저에 의해 펌핑됩니다. 펌프 광은 코어에 직접 결합되거나 고출력으로 펌프 클래딩에 결합됩니다(듀얼 클래딩 파이버 참조). 아래에서 더 자세히 설명합니다.
파이버 레이저에는 여러 유형이 존재하며, 아래에 그 중 몇 가지를 설명합니다.
