1961年snitzer研制了第一台光纤激光器,1964年Koester与Snitzer合作研究光纤放大器。到20世纪80年代后期,许多研究小组开始研究光纤激光器和放大器,使得这些项域取得了空前的发展。涉及到的研究领域有:稀土掺杂离子和光纤一作线性增益,二极管激光器泵浦的光纤激光器,掺钦和掺饵的光纤激光器,光纤激光器的调Q、锁模、单纵模输出以及光纤放大器方面的研究工作,用于1.05μm波段激光核聚变的掺镜光纤激光器等,此外,德国汉堡技术大学,NTT,Hoya,日本的三菱,美国的polariodConoration,斯坦福大学和GTE等也在这方面的研究取得了显著成果。从1989年开始,对锁模光纤激光器的研究掀起新的热潮,这类激光器能产生超短脉冲,并在光纤通信,超快现象、光纤传感、惯性约束核聚变等方面有应用价值。

微结构光纤放大器和激光器的基本结构与一般光纤放大器和激光器大材;相同。对于微结构光纤激光器,也是由增益介质、谐振腔与泵浦源组成的。增益介质为掺有稀土离子的微结构光纤,掺杂微结构光纤放置在两个反射率经过选择的腔镜之间,泵浦光从光纤激光器的左边腔镜祸合进入光纤;谐振腔是两个介质镜构成的,实际上可以将介质膜直接镀在光纤端面上,也可以采用定向祸合器或者光纤光栅等方式构成谐振腔,以形成激光振荡。

微结构光纤激光器基本原理如下:泵浦光通过稀土掺杂微结构光纤时,光纤中的稀土离子吸收泵浦光,跃迁到激光上能级,产生粒子数反转。反转后的粒子以受激辐射或自发辐射跃迁到激光下能级,即出现激光过程。由于受激发射是一种放大过程,要维持受激发射的增益,首先必须保证有足够的反转粒子数,泵浦是实现粒子数反转的必要条件。泵浦由外部较高能量光源提供,由于泵浦能量高于激射能量,所以激射的光子的波长应比泵浦光子的波长长,这一特点为微结构光纤激器的实用化提供十分有利条件,即可以采用廉价的、成熟的GaAs半导体微结构光纤放大器与激光(振荡)器基于同一物理过程(受激辐射的光放大),其主要区别是激光放大器没有谐振腔。工作物质在泵浦光作用下,处于粒子数反转状态,当信号光通过它时,由于入射光频率与放大介质的增益谱线相重合,故激发态上的粒子在外来信号光的作用下产生受激辐射,这种辐射叠加到外来信号光上而得到放大。激光放大器要求工作物质具有足够的反转粒子数,以保证信号光通过它时得到的增益大于介质内部的各种损耗。另外,为了得到共振放大,要求放大介质的能级结构与输入的信号光相匹配。