激光器光纤光栅

文章阐述了关于激光器光纤光栅，以及激光器光纤光栅的带宽的信息，欢迎批评指正。

简述信息一览：

• 1、光纤激光器有哪些种类
• 2、光纤光栅的工作原理
• 3、光纤光栅的主要分类
• 4、光纤光栅的原理概述及特征参数

光纤激光器有哪些种类

晶体光纤激光器： 包括红宝石单晶光纤激光器和nd3+：YAG单晶光纤激光器等，它们的工作物质为激光晶体光纤。 非线性光学型光纤激光器： 如受激喇曼散射光纤激光器和受激布里渊散射光纤激光器，它们利用非线性光学效应产生激光。

按照光纤材料的种类，光纤激光器可分为：晶体光纤激光器。工作物质是激光晶体光纤，主要有红宝石单晶光纤激光器和nd3+：YAG单晶光纤激光器等。非线性光学型光纤激光器。主要有受激喇曼散射光纤激光器和受激布里渊散射光纤激光器。稀土类掺杂光纤激光器。

光纤激光器有哪些种类（一）按照光纤材料的种类进行分类晶体光纤激光器。工作物质是激光晶体光纤，主要有红宝石单晶光纤激光器和nd3+：YAG单晶光纤激光器等。非线性光学型光纤激光器。主要有受激喇曼散射光纤激光器和受激布里渊散射光纤激光器。稀土类掺杂光纤激光器。

按照光纤材料的种类，光纤激光器可分为晶体光纤激光器、非线性光学型光纤激光器、稀土类掺杂光纤激光器和塑料光纤激光器。

比较简单的可以分为单纤激光器和多纤耦合激光器。单纤激光器，顾名思义就是一只激光管，由一根光纤导出激光。多纤耦合就是把几只单管单纤激光器的多根较细的光纤耦合到一根更粗的光纤里面去。这样可以提高总的输出功率。单纤激光器，加工方便，成本低，光电转换效率高，但是激光输出功率小，匀化效果差。

根据光纤材料的种类，光纤激光器可以分为以下几类： 晶体光纤激光器：工作物质为激光晶体光纤，包括红宝石单晶光纤激光器和Nd3+：YAG单晶光纤激光器等。 非线性光学型光纤激光器：包括受激喇曼散射光纤激光器和受激圆好布里渊散射光纤激光器。

光纤光栅的工作原理

光纤光栅是一种通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅，是一种无源滤波器件。由于光栅光纤具有体积小、熔接损耗小、全兼容于光纤、能埋入智能材料等优点，并且其谐振波长对温度、应变、折射率、浓度等外界环境的变化比较敏感，因此在光纤通信和传感领域得到了广泛的应用。

其工作原理如下：一束干涉光通过光纤光栅进入。这束光被分成两束，称为参考光和测量光。参考光穿过光栅并照射到检测器上。测量光则被反射或衍射到目标物上，然后反射回来照射到检测器上。由于参考光和测量光的路径长度不同，所以这两束光在检测器上会产生干涉现象。

光纤光栅工作原理：是利用光纤材料的光敏性，通过紫外光曝光的方法将入射光相干场图样写入纤芯，在纤芯内产生沿纤芯轴向的折射率周期性变化，从而形成永久性空间的相位光栅，其作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的（透射或反射）滤波器或反射镜。

光纤光栅的原理概述及特征参量光纤光栅的形成方式主要是使用各类激光使光纤产生轴向的折射率周期性变化，从而形成永久性空间的相位光栅。它的作用实质上是在纤芯内形成一个（透射或反射）滤波器或反射镜，将确定频率/波长的导模反射。

反射的光线会直接回到源头，而透射的光线会穿过光栅继续向前传播。这种现象可以利用来实现光纤光栅的工作原理。当一个光源照射到光栅上时，光纤光栅会将光源分为两部分：反射光和透射光。反射光会照射到一个光电探测器上，而透射光会继续传输到距离探测器较远的地方。

光纤光栅是利用光纤的光敏性在紫外光照射下产生光致折射率变化，在纤芯上形成周期性的折射率分布，从而可以对入射光中相位匹配的频率产生相干反射，形成中心反射峰。

光纤光栅的主要分类

均匀光纤光栅： 包括均匀光纤Bragg光栅和均匀长周期光纤光栅。均匀光纤Bragg光栅的折射率周期一般为0.1um，能精准反射特定波长的光，适用于制作温度传感器和应变传感器，也可用于光通信的带通滤波器等。均匀长周期光纤光栅周期为100um，主要用于微弯和折射率传感器，以及光通信领域的增益平坦器等。

根据折射率沿光栅轴向分布的形式，可将紫外写入的光纤光栅分为均匀光纤光栅和非均匀光纤光栅。

光纤光栅，按照其周期性特征，主要分为两类：短周期光栅（Lambda； 小于1微米）和长周期光栅（Lambda； 大于1微米）。短周期光纤光栅的特点在于，当光的光谱波在其中传播时，会引发一个特别的现象：在两个反向传播的芯模LP01之间，能量以特定波长λB的形式被反射回来。

光纤光栅的原理概述及特征参数

1、光纤光栅的原理概述及其关键参数光纤光栅通过激光在光纤轴向产生折射率周期性变化，形成永久性相位光栅，类似多层增反膜的原理，其核心是作为滤波器或反射镜，反射特定频率的光，即布拉格波长，公式为 λ = 2*neff*Λ，其中neff为有效折射率，Λ为光栅周期。

2、Bragg光栅是一种在光纤中制成的折射率周期变化的光栅，周期不同其反射的光波长也不同。当这种带有布拉格光栅的光纤受到拉伸或压缩以及所处温度发生变化时，其周期发生变化，从而反射光的波长也改变，通过测量反射光波长的变化即可得知光纤所受的应变或所处的温度值。光纤Bragg光栅测量原理如图1所示。

3、第6章涵盖了光纤无源和有源器件，这些都是光纤通信系统的重要组成部分，展示了光纤技术的多样性。第7章全面介绍了光纤技术及其广泛的应用，包括通信、传感和光学信息处理等领域。在光通信中，光纤光栅的应用尤为重要，这在第8章中有详细的阐述和实例。

4、典型例子：光纤激光多普勒速度计、辐射式光纤温度传感 器等。 根据调制和解调原理，光纤传感器分为： 强度调制 相位调制 波长调制 偏振态调制 强度调制：被测对象的变化引起敏感元件的折射率、吸收或 反射等参数的变化，而导致光强度发生变化。

5、基本要求：霍尔效应，霍尔式传感器的工作原理，主要特性；霍尔式传感器的误差来源与补偿措施，电路模型；霍尔式传感器的应用。 （5）光电式传感器主要内容：光源的工作原理与特性，光电器件，光纤式传感器，激光式传感器以及光栅式传感器。

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