MOPA結構的脈衝激光器原理

光纖激光器的諧振腔本身就是一段光纖，所以它不能像傳(chuan) 統激光器那樣在諧振腔內(nei) 插入Q開關(guan) 來實現脈衝(chong) 輸出，因為(wei) 把光纖諧振腔（就是光纖）攔腰截斷插入Q晶體(ti) ，一會(hui) 增大插入損耗，二會(hui) 影響整個(ge) 激光器的緊湊性而無法實現光纖一體(ti) 化。所以如何實現光纖激光器的脈衝(chong) 輸出又是一個(ge) 全新的研究課題。目前比較成熟的技術是采用MOPA（主振動功率放大）技術來實現。 MO（Oscillator）就是主振動器，它其實就是一個(ge) 功率（10-20mw）很小的激光器，一般可選用波長合適（如1064nm）的LD。小功率LD很容易通過驅動電流來直接調製輸出參數，如重複頻率、脈寬、脈衝(chong) 波形以及功率大小，通過尾纖把光脈衝(chong) 信號串聯進PA(PowerAmplifier)---光纖功率放大器進行光脈衝(chong) 放大。光纖放大器一般隻用於(yu) 光纖通訊，它的原理與(yu) 光纖激光器十分相似，隻不過撤掉了光纖兩(liang) 端的光纖光柵而無法形成激光振動，隻起信號放大作用。光纖放大器能嚴(yan) 格按照MO耦合近來的種子源光進行原形放大，卻不改變激光波長、重複頻率、脈寬和脈衝(chong) 波形。所以脈衝(chong) 激光器采用MOPA方式，既可得到優(you) 良的激光特性，又能大大提高輸出激光的亮度。這是傳(chuan) 統方式所無法達到的綜合效果。 從(cong) MO出來的光脈衝(chong) 通過PA放大器時，脈衝(chong) 的各部位獲得的增益會(hui) 不同：脈衝(chong) 前沿的增益按指數規律增加，脈衝(chong) 後部的增益逐漸減少，脈衝(chong) 後沿增益最小，尤其是如果脈衝(chong) 信號光很強，或脈寬較寬時，脈衝(chong) 後沿根本就得不到放大。所以在PA中一般要加上增益平坦器，使得脈衝(chong) 各部位得到均勻放大（如果入射信號的能量很小或者脈衝(chong) 很短，整個(ge) 脈衝(chong) 可得到均勻放大，而且脈衝(chong) 形狀保持不變）。 激光脈衝(chong) 通過放大器之後，其波形的變化與(yu) 入射信號脈衝(chong) 的前沿上升速度有著直接的關(guan) 係。如果信號光是高斯型脈衝(chong) ，因脈衝(chong) 前沿上升比指數還快，所以經過放大後，脈寬可以得到壓縮；如果是指數型脈衝(chong) ，形狀和脈寬幾乎都不變化；如果輸入脈衝(chong) 前沿上升時間比指數函數更緩慢，則放大後其脈寬會(hui) 變寬。一般為(wei) 了獲得高功率、窄脈寬的激光脈衝(chong) ，可以在信號進入放大器之前，采用削波技術切去脈衝(chong) 的緩慢上升部分，使其脈衝(chong) 前沿變陡，即能達到壓縮脈寬的目的

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