光ファイバレーザは希土類元素（イッテルビウム、エルビウム、ツリウムなど）をドープしたガラス光ファイバを利得媒体とするレーザ装置であり、ポンプ光励起により粒子数の反転を実現し、共振器中にレーザ発振出力を形成するための固体レーザであり、光電変換効率が高く、構造が簡単で、ビーム品質が良いなどの明らかな利点があり、多くの分野で広く応用されている。
ファイバレーザは誘導放射原理に基づいて動作する。半導体レーザなどのポンプ源により生成されたポンプ光は、カプラを介して希土類元素（例えば、エルビウム、イッテルビウム、ネオジムなど）をドープした光ファイバに入る。希土類イオンはポンプ光エネルギーを吸収した後、高エネルギーレベルに遷移し、その後、誘導放射を通じて低エネルギーレベルに戻り、入射光子と同じ周波数、位相、方向の光子を放出し、レーザー出力を形成する。光ファイバは同時に導波媒体として、レーザ光をコア内を伝播させ、光ファイバ格子などの共振器を介して正帰還を形成し、レーザ発振を実現する。
コア構造
利得光ファイバ：希土類元素をドープした光ファイバは、レーザーによって生成されるコア媒体である。その性能はレーザ光の出力特性に直接影響する。
ポンプ源：エネルギーを供給する外部光源、通常は半導体レーザである。ポンプ光は結合器を介して利得ファイバに注入される。
共振器：光ファイバ格子、ミラーまたは波長選択素子から構成され、光フィードバックを提供し、誘導放射光を増幅する。
結合器：ポンプ光を利得光ファイバに結合し、同時にレーザー信号を出力する。
制御システム：電源システム、温度制御、安全保護モジュールを含み、レーザが安定して動作することを確保する。
技術的特徴：
高光束品質：光ファイバの導波路特性はレーザ光束品質を良好にし、高精度加工に適している。
高い変換効率：光電変換効率は20%以上に達し、エネルギー消費を大幅に節約することができる。
高信頼性：ファイバレーザは構造がコンパクトで、メンテナンスが不要で、劣悪な作業環境に適している。
熱管理：光ファイバの表面積/体積比が高く、放熱が速く、複雑な冷却システムを必要としない。
柔軟性が高い：光ファイバ可撓性伝送、多次元空間加工をサポートし、機械システム設計が簡単である。