大功率激光切割告诉您光纤激光切割机激光器的简单工作原理

光纤激光切割机激光器是以光纤作为工作物质（增益介质）的极为有发展潜力的中红外波段激光器，按其发射激励可以分为稀土掺杂光纤激光器、光纤非线性效应激光器、单晶光纤激光器、光纤弧子激光器等。其中，稀土掺杂光纤激光器已很成熟，如掺杂铒光纤放大器（EDFA)已广泛用于光纤通信系统。高光纤激光器主要用于军事（光电对抗、激光探测、激光通信等）、激光加工（激光打标、激光机器人、激光微加工等）、激光医疗等领域。
光纤是以SiO2为基质材料拉成的玻璃实体纤维，其导光原理是利用管的全反射原理，即当光以大于临界角的角度由折射率大的光密介质，折射率小的光疏介质时，即发生全反射，入射光全部反射到折射率大的光密介质。折射率小的光疏介质没有光透过。普通裸光纤一般由中心高折射率玻璃芯（直径4~62.5μm）、中间低折射率硅玻璃包层（芯径125μm）和外部的加强树脂涂层组成。光纤按传播光波模式可分为单模(SM)光纤和多模(MM)光纤。单模光纤的芯直径较小（直径为4~12μm），只能传播一种模式的光，其模间色散较小。多模光纤的芯径较粗(直径大于50μm），可传播多种模式的光，但其模间色散较大。按折射分布可分为阶跃折射率(SI)光纤和渐变折射率(GI)光纤。
以稀土掺杂光纤激光器为例，掺有稀土粒子的光纤芯作为增益介质，掺杂光纤固定在两个反射镜间构成谐振腔，泵浦光从M1入射到光纤中，从M2输出激光，当泵浦光通过光纤时，光纤中的稀土离子吸收泵浦光，其电子被激励到较高的激发能级上，实现粒子数反转。反转后的粒子以辐射形式从高能级转移到基态，输出激光。