O Laser de Diodo Acoplado de Fibra usa fibras dopadas com terras raras como meio ativo, com diodos de laser como fonte de bomba, o que inerentemente tem algumas vantagens principais, tornando-os no molde através da geração de pulso ultracurto é bastante atraente. A largura de banda de alto ganho e a eficiência das fibras dopadas permitem a fabricação de sistemas de laser de fibra relativamente baratos, compactos e robustos que fornecem uma ampla gama de feixes de saída acoplados a fibra para uma ampla gama de aplicações.
A fibra oferece uma alta proporção de área de superfície para volume, que permite um resfriamento eficiente e pode ser personalizada de acordo com parâmetros de desempenho específicos. Os Laser de Diodo de Fibra Acoplada são inicialmente limitados a operação contínua (CW) de baixa potência e modo único. Depois de mais de 30 anos de desenvolvimento, o Laser de Diodo Acoplado de Fibra foi capaz de alcançar operação simples e multimodo, faixa de comprimento de onda que cobre a banda de UV (UV) a infravermelho distante (Far-IR) e pode fornecer um nível de potência muito alto, repetição variável frequência e (talvez o mais significativo) milissegundos a largura de pulso de femtossegundos.
Ao contrário dos lasers convencionais de espaço livre, o Laser de Diodo Acoplado de Fibra usa grades de fibra e de Bragg (FBG), que substituem os espelhos dielétricos convencionais para feedback óptico. A maioria dos Laser de Diodo Acoplado de Fibra de alta potência usa uma arquitetura de fibra de dupla camada, em que o meio de ganho está no núcleo da fibra, rodeado por duas camadas de revestimento. Um feixe de bomba multimodo de um diodo de laser ou outro laser de fibra se propaga no revestimento interno e é restrito pelo revestimento externo para excitar o meio ativo e produzir um modo de laser que se propaga no núcleo da fibra.
Para produzir pulsos de laser ultrarrápidos, são necessárias técnicas de bloqueio de modo ativo ou passivo. Algumas das técnicas usadas hoje para bloqueio de modo passivo incluem rotação de polarização não linear e técnicas de absorção de saturação, enquanto moduladores eletro-ópticos ou acústico-ópticos são usados para bloqueio de modo ativo.
No absorvedor saturável de semicondutor (SESAM), poços quânticos semicondutores são cultivados em refletores de Bragg semicondutores distribuídos, e o SESAM tem sido usado com sucesso para fabricar laser de diodo acoplado por fibra de femtossegundo operando em comprimentos de onda de 1,0 μm e 1,5 μm. O uso de laser de diodo acoplado a fibra dopada com érbio (Er) usando absorvedores saturáveis de grafeno mostrou pulsos de soliton estáveis e bloqueados no modo de partida automática. Essas são apenas algumas arquiteturas de laser de fibra de femtossegundo que os lasers comerciais estão usando para atender a uma variedade de aplicações científicas e industriais.
O laser de diodo de fibra acoplado é uma escolha ideal para implementar o processo R / LM2 porque eles fornecem a alta potência de saída necessária (cerca de 800 W) e comprimentos de onda do infravermelho próximo (NIR), e em comparação com outros tipos de lasers, como flash Pumped pulsado Nd: YAG lasers, Fiber Coupled Diode Laser têm custos operacionais mais baixos e intervalos de manutenção mais longos.
Em um laser de fibra de primeira geração baseado em diodo de laser de fibra única, um grande número de todos os componentes da bomba são geralmente fundidos para atingir a estabilidade máxima. Embora este método seja geralmente altamente robusto, é particularmente suscetível à reflexão de retorno do material alvo. Portanto, no tratamento de metais reflexivos, como cobre e latão, deve-se usar algum tipo de isolador óptico. Além disso, o uso de componentes fundidos (às vezes incluindo a fibra de transmissão final) significa que esses lasers não podem ser reparados no local. Portanto, se algum componente estiver ligeiramente danificado, todo o laser deve ser devolvido à fábrica para substituição.
Coerente O uso de uma abordagem modular inovadora para Laser de Diodo Acoplado de Fibra é baseado principalmente em lasers semicondutores, ao invés de Emissores únicos, como uma fonte de bomba. A luz emitida pela matriz linear da bomba é introduzida na fibra de ganho usando um combinador de feixe composto por elementos ópticos discretos. O combinador de feixe também calibra o feixe da saída da fibra de ganho e, em seguida, os outros elementos ópticos são efetivamente acoplados à fibra de transporte final.