Määritelmä: Laser, joka käyttää seostettua optista kuitua vahvistusväliaineena, tai laser, jonka laserresonanssiontelosta suurin osa koostuu optisesta kuidusta.
Kuitulaserit viittaavat yleensä lasereihin, jotka käyttävät optisia kuituja vahvistusväliaineena, vaikka joitain lasereita, jotka käyttävät puolijohdevahvistusvälineitä (puolijohdeoptisia vahvistimia) ja kuituresonanssionteloita, voidaan kutsua myös kuitulasereiksi (tai puolijohdeoptisilla lasereilla). Lisäksi eräitä muun tyyppisiä lasereita (esim. kuitukytkettyjä puolijohdediodeja) ja kuituvahvistimia kutsutaan myös kuitulasereiksi (tai kuitulaserjärjestelmiksi).
Vahvistusväliaine on useimmissa tapauksissa harvinaisen maametallin ioneilla seostettu kuitu, kuten erbium (Er3+), ytterbium (Yb3+), torium (Tm3+) tai praseodyymi. (Pr3+), ja se on pumpattava yhdellä tai useammalla kuitukytkentäisellä laserdiodilla. Vaikka kuitulaserien vahvistusväliaine on samanlainen kuin solid-state-bulkkilaserien, aaltoputkiefektit ja pienet tehollisen tilan alueet johtavat lasereihin, joilla on erilaiset ominaisuudet. Esimerkiksi niillä on tyypillisesti korkea laservahvistus ja resonanssiontelohäviöt. Katso termit kuitulaser ja vartalolaser.
Kuitulaserresonanssiontelo
Laserresonanssiontelon saamiseksi kuituoptiikalla voidaan joidenkin heijastimien avulla muodostaa lineaarinen resonanssiontelo tai valmistaa kuiturengaslaseria. Lineaarisessa optisessa laserresonanssiontelossa voidaan käyttää erilaisia heijastimia:
1. Laboratorioasennuksessa pystysuoraan leikatussa kuituportissa voidaan käyttää tavallista dikroista heijastinta, kuten kuvassa 1. Tätä ratkaisua ei kuitenkaan voida käyttää massatuotantoon, eikä se ole kestävä.
2. Fresnel-heijastus paljaan kuidun päätypinnassa on riittävä toimimaan kuitulaserin lähtöliittimenä. Esimerkki on kuvassa 2.
3. On myös mahdollista kerrostaa dielektrinen pinnoite suoraan kuituporttiin, yleensä haihduttamalla. Tällaiset pinnoitteet antavat suuren heijastavuuden laajalla alueella.
4. Kaupallisissa tuotteissa käytetään yleensä kuitu-Bragg-ritilöitä, jotka voidaan valmistaa suoraan seostetuista kuiduista tai sulattamalla seostamattomat kuidut aktiivikuituihin. Kuvassa 3 on Distributed Bragg Reflection laser (DBR-laser), joka sisältää kaksi kuituhilaa, ja hajautettu takaisinkytkentälaser on olemassa silloin, kun seostetussa kuidussa on hila, jonka välissä on vaihesiirto.
5. Jos kuidusta tuleva valo kollimoidaan linssillä ja heijastuu takaisin dikroisen heijastimen läpi, saadaan parempi tehonkäsittely (esim. kuva 4). Heijastimen saaman valon intensiteetti on huomattavasti pienempi, koska sillä on suurempi sädealue. Pieni kohdistusvirhe voi kuitenkin aiheuttaa merkittäviä heijastushäviöitä, ja ylimääräiset Fresnel-heijastukset kuidun päätypinnassa voivat luoda suodatusvaikutuksen. Jälkimmäinen voidaan vaimentaa käyttämällä kallistettuja kuituportteja, mutta tämä aiheuttaa aallonpituudesta riippuvia häviöitä.
6. Myös optinen silmukkaheijastin voidaan muodostaa (kuva 5) käyttämällä kuitukytkintä ja passiivikuitua.
Useimmat optiset laserit pumpataan yhdellä tai useammalla kuitukytketyllä puolijohdelaserilla. Pumpun valo on kytketty suoraan ytimeen tai suurella teholla pumpun päällysteeseen (katso Dual Cladding Fibers), kuten alla käsitellään tarkemmin.
On olemassa monenlaisia kuitulasereita, joista useita kuvataan alla.
