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高功率光纖激光器小巧可靠，在光束質(zhì)量和功率轉(zhuǎn)換效率（大約20％）方面優(yōu)于燈泵浦Nd:YAG激光。光纖激光器含有一個(gè)長(zhǎng)光纖激光器腔（約12米），沿整個(gè)長(zhǎng)度方向分配泵浦能量。高效率可以減少熱管理問(wèn)題，而余熱可以沿整條光纖消散。大部分摻稀土硅光纖激光器都是由輸出分別約為 1550nm與1060nm的Er或Yb摻質(zhì)物組成。與1550nm輸出相比，1060nm輸出時(shí)可實(shí)現(xiàn)更高的效率。橫電磁模分布由纖芯的導(dǎo)波特性控制。寬度為數(shù)十微米的窄光纖可以實(shí)現(xiàn)單模操作，而更高的纖芯直徑可以產(chǎn)生更高階模式。
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在設(shè)計(jì)穩(wěn)定、可靠的光纖激光器系統(tǒng)過(guò)程中，一系列其他基于光纖的元件可以構(gòu)建單片式“全光纖”激光腔。其他文獻(xiàn)已經(jīng)廣泛探討了全光纖設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，其中兩個(gè)主要優(yōu)勢(shì)是無(wú)光學(xué)對(duì)準(zhǔn)和外露光學(xué)表面。這些功能元件中最主要的是泵浦合束器和布拉格光柵反射器。圖1是我們?cè)O(shè)計(jì)的此類光纖激光器腔的示意圖。輸出光纖采用直徑低于10微米的單模纖芯，其可以確保高質(zhì)量光束輸出。此架構(gòu)旨在能夠在水冷散熱片構(gòu)造中產(chǎn)生高達(dá)500W輸出功率，并且達(dá)到10萬(wàn)小時(shí)二極管整體使用壽命，同時(shí)能夠在室內(nèi)空氣溫度達(dá)到35℃情況下采用強(qiáng)制空氣冷卻產(chǎn)生高達(dá)120W輸出功率，并且可靠性與二極管相當(dāng)。
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