Lasers à fibre dans le domaine des communications par fibre optique

Lasers à fibre dans le domaine des communications par fibre optique

LeLaser à fibreCe terme désigne un laser utilisant des fibres optiques dopées aux terres rares comme milieu amplificateur. Les lasers à fibre peuvent être développés à partir d'amplificateurs à fibre, et leur principe de fonctionnement est le suivant : prenons l'exemple d'un laser à fibre pompé longitudinalement. Un segment de fibre dopée aux ions de terres rares est placé entre deux miroirs de réflectivité sélectionnée. La lumière de pompe est injectée dans la fibre par le miroir de gauche. Ce miroir transmet intégralement la lumière de pompe et réfléchit complètement le faisceau laser, permettant ainsi une utilisation optimale de la lumière de pompe et évitant la résonance qui engendrerait une lumière de sortie instable. Le miroir de droite permet le passage du faisceau laser afin de créer une boucle de rétroaction et d'obtenir le faisceau de sortie. Les photons à la longueur d'onde de pompe sont absorbés par le milieu, provoquant une inversion du nombre d'ions et générant finalement une émission stimulée dans la fibre dopée, produisant ainsi le faisceau laser.

Caractéristiques des lasers à fibre : efficacité de couplage élevée car le milieu laser lui-même sert de guide d’ondes. Rendement de conversion élevé, seuil bas et bonne dissipation thermique ; large bande de coordination, bonne dispersion et grande stabilité. Les lasers à fibre peuvent également être considérés comme des convertisseurs de longueur d’onde efficaces, c’est-à-dire qu’ils convertissent la longueur d’onde de la lumière de pompe en la longueur d’onde d’émission des ions de terres rares dopants. Cette longueur d’onde d’émission correspond précisément à la longueur d’onde de sortie du laser à fibre. Elle est indépendante de la longueur d’onde de pompe et déterminée uniquement par les éléments dopants de terres rares présents dans le matériau. Par conséquent, des lasers semi-conducteurs de différentes longueurs d’onde courtes et de forte puissance, correspondant aux spectres d’absorption des ions de terres rares, peuvent être utilisés comme sources de pompe pour obtenir des lasers de différentes longueurs d’onde.

Classification des lasers à fibre : Il existe de nombreux types de lasers à fibre. Selon le milieu amplificateur, on distingue les lasers à fibre dopée aux terres rares, les lasers à fibre à effet non linéaire, les lasers à fibre monocristalline et les lasers à fibre plastique. Selon la structure de la fibre, on distingue les lasers à fibre à simple gaine et les lasers à fibre à double gaine. Selon les éléments dopants, il en existe plus de dix types, tels que l'erbium, le néodyme et le praséodyme. Selon la méthode de pompage, on distingue le pompage par l'extrémité de la fibre optique, le pompage par couplage optique latéral par microprisme et le pompage par anneau. Selon la structure de la cavité résonante, on distingue les lasers à fibre à cavité Fabry-Pérot, les lasers à fibre à cavité annulaire et les lasers à cavité en forme de « 8 ». Selon le mode de fonctionnement, on distingue les lasers à fibre pulsés et les lasers à fibre continus. Le développement des lasers à fibre s'accélère. Actuellement, divers lasers à fibre sont en plein essor.lasers de haute puissance, lasers à impulsions ultracourtes, etLasers accordables à largeur de raie étroiteLes lasers à fibre continuent d'évoluer, notamment en termes de puissance de sortie, de qualité du faisceau et d'amplitude des impulsions.