Definición: Un láser que utiliza una fibra óptica dopada como medio de ganancia, o un láser en el que la mayoría de la cavidad resonante del láser está compuesta de fibra óptica.
Los láseres de fibra suelen ser láseres que utilizan fibras ópticas como medio de ganancia, aunque algunos láseres que utilizan medios de ganancia semiconductores (amplificadores ópticos semiconductores) y cavidades resonantes de fibra también pueden denominarse láseres de fibra (o láseres ópticos semiconductores). Además, algunos otros tipos de láseres (por ejemplo, diodos semiconductores acoplados a fibra) y amplificadores de fibra también se denominan láseres de fibra (o sistemas de láser de fibra).
En la mayoría de los casos, el medio de ganancia es una fibra dopada con iones de tierras raras, como erbio (Er3+), iterbio (Yb3+), torio (Tm3+) o praseodimio (Pr3+), y debe ser bombeado por uno o más diodos láser acoplados a fibra. Aunque el medio de ganancia de los láseres de fibra es similar al de los láseres de estado sólido, los efectos de guía de ondas y las pequeñas áreas de modo efectivo dan como resultado láseres con propiedades diferentes. Por ejemplo, normalmente tienen una ganancia láser alta y pérdidas de cavidad resonante. Consulte los términos láser de fibra y láser de cuerpo.
Cavidad resonante de láser de fibra
Para obtener una cavidad resonante láser mediante fibra óptica, se pueden utilizar algunos reflectores para formar una cavidad resonante lineal o se puede fabricar un láser de anillo de fibra. Se pueden utilizar diferentes tipos de reflectores en la cavidad resonante láser óptica lineal:
1. En una configuración de laboratorio, se puede utilizar un reflector dicroico común en el puerto de fibra cortado verticalmente, como se muestra en la Figura 1. Sin embargo, esta solución no se puede utilizar para la producción en masa y no es duradera.
2. La reflexión de Fresnel en la cara final de la fibra desnuda es suficiente para actuar como acoplador de salida para el láser de fibra. En la figura 2 se muestra un ejemplo.
3. También es posible depositar un revestimiento dieléctrico directamente sobre el puerto de fibra, generalmente por evaporación. Estos revestimientos proporcionan una gran reflectividad en un amplio rango.
4. Para productos comerciales, se utilizan generalmente rejillas de Bragg de fibra, que se pueden preparar directamente a partir de fibras dopadas o fusionando fibras no dopadas con fibras activas. La figura 3 muestra un láser de reflexión de Bragg distribuida (láser DBR) que contiene dos rejillas de fibra, y un láser de retroalimentación distribuida donde hay una rejilla en la fibra dopada con un cambio de fase entre ellas.
5. Si la luz que sale de la fibra se colima mediante una lente y se refleja de nuevo a través de un reflector dicroico, se puede obtener un mejor manejo de la potencia (p. ej., Figura 4). La luz obtenida por el reflector tendrá una intensidad muy reducida debido a que tiene un área de haz más grande. Sin embargo, una ligera desalineación puede causar pérdidas de reflexión significativas y las reflexiones de Fresnel adicionales en la cara final de la fibra pueden crear un efecto de filtrado. Esto último se puede suprimir mediante el uso de puertos de fibra con corte inclinado, pero esto introduce pérdidas dependientes de la longitud de onda.
6. También se puede formar un reflector de bucle óptico (Figura 5), utilizando un acoplador de fibra y una fibra pasiva.
La mayoría de los láseres ópticos son bombeados por uno o más láseres semiconductores acoplados a fibras. La luz de bombeo se acopla directamente al núcleo o, a alta potencia, al revestimiento de bombeo (consulte Fibras con revestimiento doble), como se explica con más detalle a continuación.
Existen muchos tipos de láseres de fibra, varios de los cuales se describen a continuación.
