Definição: Um laser que usa uma fibra óptica dopada como meio de ganho, ou um laser no qual a maior parte da cavidade ressonante do laser é composta de fibra óptica.
Lasers de fibra geralmente se referem a lasers que usam fibras ópticas como meio de ganho, embora alguns lasers que usam meios de ganho semicondutores (amplificadores ópticos semicondutores) e cavidades ressonantes de fibra também possam ser chamados de lasers de fibra (ou lasers ópticos semicondutores). Além disso, alguns outros tipos de lasers (por exemplo, diodos semicondutores acoplados a fibra) e amplificadores de fibra também são chamados de lasers de fibra (ou sistemas de laser de fibra).
O meio de ganho na maioria dos casos é uma fibra dopada com íons de terras raras, como érbio (Er3+), itérbio (Yb3+), tório (Tm3+) ou praseodímio (Pr3+), e precisa ser bombeado por um ou mais diodos laser acoplados a fibra. Embora o meio de ganho dos lasers de fibra seja semelhante ao dos lasers de massa de estado sólido, os efeitos de guia de onda e pequenas áreas de modo efetivo resultam em lasers com propriedades diferentes. Por exemplo, eles normalmente têm alto ganho de laser e perdas de cavidade ressonante. Veja os termos laser de fibra e laser de corpo.
Cavidade ressonante do laser de fibra
Para obter uma cavidade ressonante a laser usando uma fibra óptica, alguns refletores podem ser usados para formar uma cavidade ressonante linear ou um laser de anel de fibra pode ser fabricado. Diferentes tipos de refletores podem ser usados na cavidade ressonante a laser óptico linear:
1. Em uma configuração de laboratório, um refletor dicróico comum pode ser usado na porta de fibra cortada verticalmente, conforme mostrado na Figura 1. No entanto, essa solução não pode ser usada para produção em massa e não é durável.
2. A reflexão de Fresnel na face final da fibra nua é suficiente para atuar como um acoplador de saída para o laser de fibra. Um exemplo é dado na Fig. 2.
3. Também é possível depositar um revestimento dielétrico diretamente na porta da fibra, geralmente por evaporação. Tais revestimentos dão uma grande refletividade em uma ampla faixa.
4. Para produtos comerciais, geralmente são usadas redes de Bragg de fibra, que podem ser preparadas diretamente de fibras dopadas ou pela fusão de fibras não dopadas a fibras ativas. A Figura 3 mostra um laser de reflexão de Bragg distribuído (laser DBR) que contém duas redes de fibra, e um laser de feedback distribuído existe onde há uma rede na fibra dopada com uma mudança de fase entre elas.
5. Se a luz que sai da fibra for colimada usando uma lente e refletida de volta através de um refletor dicróico, melhor manuseio de energia pode ser obtido (por exemplo, Figura 4). A luz obtida pelo refletor terá uma intensidade muito reduzida devido a ter uma área de feixe maior. No entanto, um leve desalinhamento pode causar perdas significativas de reflexão e reflexões Fresnel adicionais na face da extremidade da fibra podem criar um efeito de filtragem. Este último pode ser suprimido usando portas de fibra tilt-cut, mas isso introduz perdas dependentes do comprimento de onda.
6. Um refletor de loop óptico também pode ser formado (Figura 5), utilizando um acoplador de fibra e uma fibra passiva.
A maioria dos lasers ópticos é bombeada por um ou mais lasers semicondutores acoplados a fibras. A luz da bomba é acoplada diretamente no núcleo, ou em alta potência no revestimento da bomba (veja Dual Cladding Fibers), conforme discutido em mais detalhes abaixo.
Existem muitos tipos de lasers de fibra, vários dos quais são descritos abaixo.
