คำจำกัดความ: เลเซอร์ที่ใช้ใยแก้วนำแสงที่ถูกเจือปนเป็นตัวกลางในการขยาย หรือเลเซอร์ที่โพรงเรโซแนนซ์ของเลเซอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยใยแก้วนำแสง
เลเซอร์ไฟเบอร์มักจะหมายถึงเลเซอร์ที่ใช้ใยแก้วนำแสงเป็นตัวกลางในการเพิ่มค่า แม้ว่าเลเซอร์บางชนิดที่ใช้สื่อการเพิ่มค่าของสารกึ่งตัวนำ (ตัวขยายแสงสารกึ่งตัวนำ) และโพรงเรโซแนนซ์ของใยแก้วนำแสงก็อาจเรียกอีกอย่างว่าเลเซอร์ไฟเบอร์ (หรือเลเซอร์ออปติกสารกึ่งตัวนำ) นอกจากนี้ เลเซอร์ประเภทอื่นๆ (เช่น ไดโอดสารกึ่งตัวนำที่จับคู่ใยแก้วนำแสง) และตัวขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงก็เรียกอีกอย่างว่าเลเซอร์ไฟเบอร์ (หรือระบบเลเซอร์ไฟเบอร์)
ในกรณีส่วนใหญ่ ตัวกลางในการขยายสัญญาณจะเป็นไฟเบอร์ที่ถูกเจือปนด้วยไอออนของธาตุหายาก เช่น เออร์เบียม (Er3+), อิตเทอร์เบียม (Yb3+), ทอเรียม (Tm3+) หรือเพรซีโอไดเมียม (Pr3+) และต้องได้รับการสูบโดยไดโอดเลเซอร์ที่จับคู่ด้วยไฟเบอร์หนึ่งตัวหรือมากกว่านั้น แม้ว่าตัวกลางในการขยายสัญญาณของเลเซอร์ไฟเบอร์จะคล้ายกับเลเซอร์แบบรวมโซลิดสเตต แต่ผลของท่อนำคลื่นและพื้นที่โหมดที่มีประสิทธิภาพขนาดเล็กส่งผลให้เลเซอร์มีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น โดยทั่วไปจะมีค่าการขยายสัญญาณเลเซอร์สูงและการสูญเสียโพรงเรโซแนนซ์ ดูคำศัพท์เลเซอร์ไฟเบอร์และเลเซอร์แบบบอดี้
โพรงเรโซแนนซ์เลเซอร์ไฟเบอร์
เพื่อให้ได้โพรงเรโซแนนซ์เลเซอร์โดยใช้ใยแก้วนำแสง อาจใช้ตัวสะท้อนแสงเพื่อสร้างโพรงเรโซแนนซ์เชิงเส้น หรืออาจประดิษฐ์เลเซอร์วงแหวนไฟเบอร์ก็ได้ ตัวสะท้อนแสงประเภทต่างๆ สามารถใช้ในโพรงเรโซแนนซ์เลเซอร์ออปติกเชิงเส้นได้:
1. ในการติดตั้งห้องปฏิบัติการ สามารถใช้รีเฟล็กเตอร์ไดโครอิกทั่วไปได้ที่พอร์ตไฟเบอร์ที่ตัดตามแนวตั้ง ดังที่แสดงในรูปที่ 1 อย่างไรก็ตาม โซลูชันนี้ไม่สามารถใช้สำหรับการผลิตจำนวนมาก และไม่ทนทาน
2. การสะท้อนของเฟรสเนลที่ด้านปลายของไฟเบอร์เปล่าเพียงพอที่จะทำหน้าที่เป็นตัวต่อเอาต์พุตสำหรับไฟเบอร์เลเซอร์ ตัวอย่างแสดงอยู่ในรูปที่ 2
3. นอกจากนี้ยังสามารถเคลือบสารไดอิเล็กทริกโดยตรงบนพอร์ตไฟเบอร์ได้ โดยปกติแล้วจะทำโดยการระเหย สารเคลือบดังกล่าวจะให้การสะท้อนแสงได้มากในช่วงกว้าง
4. สำหรับผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ มักใช้ไฟเบอร์แบรกก์เกรตติ้ง ซึ่งสามารถเตรียมได้โดยตรงจากไฟเบอร์ที่เจือปนสาร หรือโดยการหลอมไฟเบอร์ที่ไม่ได้เจือปนสารเข้ากับไฟเบอร์ที่ทำงานอยู่ รูปที่ 3 แสดงเลเซอร์สะท้อนแสงแบรกก์แบบกระจาย (เลเซอร์ DBR) ที่มีไฟเบอร์เกรตติ้งสองอัน และมีเลเซอร์ป้อนกลับแบบกระจายอยู่ โดยจะมีเกรตติ้งในไฟเบอร์ที่เจือปนสารพร้อมการเลื่อนเฟสระหว่างนั้น
5. หากแสงที่ออกจากไฟเบอร์ถูกรวมแสงด้วยเลนส์และสะท้อนกลับผ่านตัวสะท้อนแสงแบบไดโครอิก จะทำให้จัดการพลังงานได้ดีขึ้น (เช่น รูปที่ 4) แสงที่ได้จากตัวสะท้อนแสงจะมีความเข้มลดลงอย่างมากเนื่องจากมีพื้นที่ลำแสงที่ใหญ่ขึ้น อย่างไรก็ตาม การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องเพียงเล็กน้อยอาจทำให้เกิดการสูญเสียการสะท้อนแสงอย่างมีนัยสำคัญ และการสะท้อนแสงแบบเฟรสเนลเพิ่มเติมที่หน้าปลายไฟเบอร์อาจสร้างเอฟเฟกต์การกรองได้ เอฟเฟกต์หลังนี้สามารถระงับได้โดยใช้พอร์ตไฟเบอร์แบบตัดเอียง แต่จะทำให้สูญเสียแสงตามความยาวคลื่น
6. สามารถสร้างตัวสะท้อนแสงแบบห่วงออปติกได้ (รูปที่ 5) โดยใช้ตัวต่อไฟเบอร์และไฟเบอร์แบบพาสซีฟ
เลเซอร์ออปติคอลส่วนใหญ่ถูกปั๊มโดยเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่จับคู่ด้วยไฟเบอร์หนึ่งตัวหรือมากกว่า แสงของปั๊มจะถูกเชื่อมต่อโดยตรงเข้ากับแกนกลาง หรือด้วยกำลังสูงเข้าไปในปลอกหุ้มปั๊ม (ดูไฟเบอร์หุ้มคู่) ตามที่อธิบายไว้โดยละเอียดเพิ่มเติมด้านล่าง
ไฟเบอร์เลเซอร์มีอยู่หลายประเภท โดยมีรายละเอียดบางส่วนดังต่อไปนี้
