Laser diodowy ze sprzężeniem światłowodowym wykorzystuje jako medium aktywne włókna domieszkowane ziem rzadkich, z diodami laserowymi jako źródłem pompy, co z natury ma pewne kluczowe zalety, dzięki czemu są one w formie poprzez generowanie ultrakrótkich impulsów. Szerokie pasmo wzmocnienia i wydajność włókien domieszkowanych pozwalają na wytwarzanie stosunkowo niedrogich, kompaktowych, wytrzymałych systemów laserów światłowodowych, które zapewniają szeroki zakres wiązek wyjściowych sprzężonych z włóknami do szerokiego zakresu zastosowań.
Włókno zapewnia wysoki stosunek powierzchni do objętości, co umożliwia wydajne chłodzenie i można je dostosować do określonych parametrów wydajności. Lasery diodowe ze sprzężeniem światłowodowym są początkowo ograniczone do pracy ciągłej (CW), małej mocy, w jednym trybie. Po ponad 30 latach rozwoju, laser ze sprzężeniem światłowodowym był w stanie osiągnąć pracę jedno- i wielomodową, zakres długości fal obejmujący pasmo UV (UV) do dalekiej podczerwieni (dalekiej podczerwieni) i może zapewnić bardzo wysoki poziom mocy, zmienną powtarzalność częstotliwości i (być może najbardziej znaczącej) szerokości impulsu od milisekund do femtosekund.
W przeciwieństwie do konwencjonalnych laserów w wolnej przestrzeni, lasery diodowe ze sprzężeniem światłowodowym wykorzystują światłowodowe i światłowodowe siatki Bragga (FBG), które zastępują konwencjonalne lustra dielektryczne w celu uzyskania optycznego sprzężenia zwrotnego. Większość wysokowydajnych laserów diodowych ze sprzężeniem światłowodowym wykorzystuje architekturę podwójnie platerowanych włókien, w których medium wzmacniające znajduje się w rdzeniu światłowodu, otoczonym dwoma warstwami płaszcza. Wiązka pompy wielomodowej z diody laserowej lub innego lasera światłowodowego rozchodzi się w płaszczu wewnętrznym i jest ograniczana przez płaszcz zewnętrzny w celu wzbudzenia ośrodka aktywnego i wytworzenia trybu laserowego, który rozchodzi się w rdzeniu światłowodu.
Aby wytwarzać ultraszybkie impulsy laserowe, wymagane są aktywne lub pasywne techniki synchronizacji modów. Niektóre z technik stosowanych obecnie do pasywnego blokowania modów obejmują nieliniową rotację polaryzacji i techniki absorpcji nasycenia, podczas gdy modulatory elektrooptyczne lub akustooptyczne są używane do blokowania modów aktywnych.
W półprzewodnikowym nasycalnym absorberze (SESAM) półprzewodnikowe studnie kwantowe są hodowane na półprzewodnikowych reflektorach Bragga, a SESAM jest z powodzeniem stosowany do wytwarzania femtosekundowego lasera diodowego ze sprzężeniem światłowodowym działającego na długościach fal 1,0 μm i 1,5 μm. Zastosowanie lasera diodowego sprzężonego z erbem (Er) z użyciem absorberów nasycanych grafenem wykazało samo-uruchamiające się impulsy solitonowe z synchronizacją modów. To tylko kilka femtosekundowych architektur lasera światłowodowego, które są wykorzystywane przez komercyjne lasery do różnych zastosowań naukowych i przemysłowych.
Lasery diodowe ze sprzężeniem światłowodowym są idealnym wyborem do realizacji procesu R / LM2, ponieważ zapewniają wymaganą dużą moc wyjściową (około 800 W) i długość fal bliskiej podczerwieni (NIR) oraz w porównaniu z innymi typami laserów, takich jak błyskowe impulsowe impulsowe Nd: YAG lasery, lasery diodowe ze sprzężeniem światłowodowym mają niższe koszty eksploatacji i dłuższe okresy międzyobsługowe.
W światłowodowym laserze światłowodowym pierwszej generacji opartym na diodzie laserowej z pojedynczym włóknem, duża liczba wszystkich elementów pompy jest zwykle połączona ze sobą w celu uzyskania maksymalnej stabilności. Chociaż ta metoda jest generalnie bardzo solidna, jest szczególnie podatna na odbicie wsteczne od materiału docelowego. Dlatego przy obróbce metalu odblaskowego, takiego jak miedź i mosiądz, należy użyć pewnego rodzaju izolatora optycznego. Ponadto zastosowanie elementów zespolonych (czasami w tym końcowego włókna transmisyjnego) oznacza, że laserów tych nie można naprawić na miejscu. Dlatego jeśli jakikolwiek element jest lekko uszkodzony, cały laser należy zwrócić do fabryki w celu wymiany.
Spójne Zastosowanie innowacyjnego podejścia modułowego do lasera diodowego ze sprzężeniem światłowodowym opiera się głównie na laserach półprzewodnikowych, a nie na pojedynczych emiterach, jako źródle pompy. Światło emitowane przez układ liniowy pompy jest wprowadzane do włókna wzmacniającego za pomocą łącznika wiązek składającego się z dyskretnych elementów optycznych. Sumator wiązek kalibruje również wiązkę wyjściową włókna wzmacniającego, a następnie inne elementy optyczne są skutecznie sprzęgane z końcowym włóknem transportowym.