光纖激光器以其結構簡單緊湊、散熱效果好、轉換效率高、低閾值、工作穩定可靠、無須調試、光束質量好、易于集成等優點，一直被人們認為是固體激光技術實用化的最佳選擇。光纖激光器的發展可以追溯到20世紀60年代。1961年，美國的Snitzer用一根芯徑300μm的摻釹(Nd抖)玻璃波導觀察到了激光現象，從此開了光纖激光器的先河。1964年和1966年，Charlse等分別報道了釹玻璃光纖激光器。隨著光纖技術和半導體激光器的發展，光纖激光器也得到了較快的發展1973年，第一臺使用半導體泵浦的光纖激光器研制成功。特別是包層泵浦技術的提出，大大提高了光纖激光器的光轉換效率和輸出功率，與此同時，各種泵浦耦合技術也得到了相應的發展。本文對光纖激光器的雙端泵浦進行了研究，并對雙端泵浦光纖激光器的特性進行了分析。
1 實驗裝置
實驗裝置如圖1所示 。實驗所用儀器為兩臺輸出中心波長均為808nm的半導體激光器LD1和LD2，15m長摻釹保偏光纖作為增益介質，兩個二色鏡兼做腔鏡和輸出鏡，其中一個是808nm高透1060nm 高反，另一個為45°的808nm高透和45°的1060 nm高反；耦合鏡使用40倍顯微物鏡。
圖1 雙端泵浦光纖激光器實驗裝置
2 實驗結果與分析
實驗分別測量了LD1和LD2單端泵浦，以及LD1和LD2雙端泵浦時光纖激光器的輸出功率。圖2(a)是LD1半導體激光器單端泵浦時輸出功率與泵浦電流之間的關系曲線，圖2(b)是LD2半導體激光器單端泵浦時輸出功率與泵浦電流之間的關系曲線。可以看出，輸出功率隨泵浦電流的增加呈近似線性增加。
圖２單端泵浦輸出功率與電流關系
圖3是LD1和LD2半導體激光器雙端泵浦時輸出功率與泵浦電流之間的關系曲線，可見輸出功率隨泵浦電流的增加亦呈近似線性增加。即光纖激光器輸出都能保持很好的線性，這說明雙包層光纖激光器還未達到飽和，仍能通過增加泵浦功率來提高輸出功率。國內外在這一領域的研究，主要涉及提高激光輸出功率和泵浦效率，本文實驗所用光纖芯徑僅為0.5μm的單模光纖，主要研究雙端泵浦的效率和輸出激光的偏振情況。
圖３單端泵浦輸出功率與電流關系
圖4是利用兩臺半導體激光器分別單端泵浦輸出功率之和與雙端泵浦輸出功率的比較。從圖4也可以看出，在相同泵浦電流時，雙端泵浦時輸出功率大于兩泵源單獨泵浦時輸出功率之和，說明雙端泵浦轉換效率高。
圖４雙端泵輸出功率與單端輸出功率之和比較
雙端泵浦光纖激光器，由于泵浦光從光纖兩端進入增益光纖，使得進入光纖的泵浦功率分布比較均勻，有利于增益離子充分吸收，提高轉換效率；同時可以減輕端面損傷，提高泵浦功率和輸出激光功率。
當泵浦功率增加時，在光纖輸出端可以得到輸出激光的光譜，如圖5所示，其發射峰為1060nm。繼續增加泵浦功率，當泵浦電流為8A時，觀察到了第2個激光峰，其中心波長為1092nm。同時，在輸出激光的譜線中，已經看不到808nm附近的泵浦源的譜線，這說明該雙包層光纖的熊貓型內包層結構及光纖的選取長度保證了泵浦光能夠被充分吸收。繼續增加泵浦電流，最終獲得了6.5W的激光輸出。
圖５雙端泵輸出激光光譜
利用格蘭泰勒棱鏡測量了輸出激光的偏振度，測量時將經準直后的激光通過檢偏鏡，讀出輸出激光經過偏振鏡后的讀數，旋轉檢偏鏡一周，讀出兩個最大值和兩個最小值，求其平均值，得到最大值P1和最小值P2，代人偏振度的定義式P=(P1-P 2)／(P1+P2)，從而計算出輸出激光的偏振度為0.5。
3 結論
利用兩臺半導體激光器對光纖激光器的雙端泵浦進行了研究，獲得了6.5W的激光輸出，其偏振度為0.5。通過分析可知，雙端泵浦光纖激光器泵浦光從光纖兩端進入增益光纖，進入光纖的泵浦功率分布比較均勻，有利于增益離子對泵浦功率的充分吸收，提高了轉換效率；同時可以減輕端面損傷，提高泵浦效率和輸出激光功率。
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