二氧化硅微腔与锥形光纤耦合的掺铒光纤激光器

"基于二氧化硅球微腔与锥形光纤耦合系统的掺铒光纤激光器* (2015年)" 本文主要介绍了一种创新的掺铒光纤激光器设计，该设计采用了二氧化硅球微腔与锥形光纤耦合系统。掺铒光纤激光器是一种常见的光纤激光器类型，其工作原理是利用掺杂有铒离子的光纤作为增益介质，通过泵浦源（如980nm的激光二极管）激发铒离子，实现光放大并形成激光振荡。 在这一研究中，激光器的增益介质是一段长度为1.5米的掺铒光纤。这段光纤被设计用于吸收泵浦光，并通过受激辐射释放出1563.95nm波长的激光。该激光器的独特之处在于其输出端的耦合系统，该系统由一个直径125um的二氧化硅球微腔和一段锥腰直径为3um的锥形光纤构成。二氧化硅球微腔不仅起到了反射镜的作用，使得激光能在腔内来回振荡，还兼备了滤波功能，能够选择性地允许特定波长的光通过，从而实现激光的频率选择性和稳定性。 二氧化硅球微腔的光学特性使其成为一种有效的微纳光学元件，其尺寸小、谐振频率高且易于集成。锥形光纤则具有特殊的模式转换能力，可以将光从单模传输转变为多模传输，或者反之，这种特性在耦合光能到微腔时非常有用，能够提高耦合效率。 实验结果显示，该激光器成功产生了1563.95nm的稳定激光输出，这表明该设计在实际应用中具有良好的性能。由于其高度的波长选择性和稳定性，这种激光器在高灵敏度折射率传感器领域有着潜在的应用前景。折射率传感器通常利用激光器的波长响应来检测周围环境的折射率变化，因此这种新型激光器可能被用于化学分析、生物传感或环境监测等领域。 此外，论文还指出，这种基于二氧化硅球微腔与锥形光纤耦合的掺铒光纤激光器设计，可能对光纤通信、光学计算以及精密光学测量等领域的技术进步产生积极影响。通过优化微腔和锥形光纤的参数，可以进一步提升激光器的性能，例如增加输出功率、改善光束质量或扩展可调谐范围。 这项研究为光纤激光器的设计提供了新的思路，尤其是在微纳光学和光纤传感技术方面，展示了二氧化硅球微腔与锥形光纤耦合系统在实现高效、稳定且波长可调的激光输出方面的潜力。