雙包層光纖激光器最容易實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)為線性腔、端泵浦的形式，即在雙包層光纖的兩端加上激光雙色鏡，經(jīng)過耦合系統(tǒng)的泵浦光從雙包層光纖的一端進入光纖，產(chǎn)生的信號光在兩個腔鏡和雙包層光纖組成的諧振腔中進行激光振蕩，得到模式優(yōu)質(zhì)的激光輸出。
泵浦源LD所產(chǎn)生的泵浦光經(jīng)過透鏡耦合系統(tǒng)準直、聚焦后入射到雙包層光纖的前端，經(jīng)過光纖前端的二色鏡進入有著大數(shù)值孔徑和大橫向尺寸的內(nèi)包層，并沿著光纖傳輸，在傳輸過程中激發(fā)摻雜纖芯中的稀土離子產(chǎn)生受激躍遷，并形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，在達到形成激光振蕩所需要的條件后，從光纖的另一端輸出激光。非球面透鏡耦合系統(tǒng)的作用是將多模半導體激光器輸出的光束變換成為適合在雙包層光纖中傳輸?shù)墓馐?。前腔鏡用于將后向的激光反射回到光纖中去，后腔鏡的作用是把剩余泵浦激光反射回到光纖包層中去繼續(xù)參與泵浦，并反射部分信號激光回到光纖纖芯參與激光振蕩，進行諧振放大。
由于采用雙包層光纖的特殊結(jié)構(gòu)，雙包層光纖激光器除了具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、散熱性好、輸出激光光束質(zhì)量好等一些光纖激光器的優(yōu)點外，還有著一些獨特的優(yōu)點：
?。?） 雙包層光纖作為波導介質(zhì)，纖芯直徑非常小，在纖芯內(nèi)限制了極少數(shù)的激光模式，很容易形成高功率密度，且內(nèi)包層結(jié)構(gòu)能保證大功率半導體泵浦，因而可以提高泵浦效率，實現(xiàn)高增益。雙包層光纖的特殊結(jié)構(gòu)降低了激光器的工作閾值，提高了泵浦光轉(zhuǎn)換效率。纖芯的幾何尺寸限制了在光纖內(nèi)傳輸?shù)墓獾哪Ｊ?，選擇適合的增益光纖就可以使激光實現(xiàn)單模運轉(zhuǎn)，同時保證輸出光束的質(zhì)量。
（2） 由于雙包層光纖具有很高的“表面積/體積”比，散熱效果好，環(huán)境溫度允許在－20～70攝氏度，無需龐大的水冷系統(tǒng)，高功率運轉(zhuǎn)時也需要風冷。冷卻系統(tǒng)的簡化降低了激光器的成本，極大地提高了激光器的穩(wěn)定性和工作壽命，平均無故障時間在10000h甚至100000h以上。又由于雙包層光纖具有良好的柔性，雙包層光纖激光器可以設(shè)計得相當小巧、結(jié)構(gòu)緊湊、易于集成，可以在高沖擊、強振動、高溫度、有灰塵等相對惡劣的環(huán)境中工作，特別適用于對功率要求較高的特殊環(huán)境。
（3） 雙包層光纖激光器具有良好的光譜特性。通過改變雙包層光纖纖芯內(nèi)的摻雜物質(zhì)或者摻雜物質(zhì)的組分（如鐿/釹共摻），可以實現(xiàn)不同波長的激光輸出。同時對于某單一摻雜物質(zhì)，輸出的光譜特性也受到基質(zhì)材料的影響。
（4） 雙包層光纖激光器本質(zhì)上是一種光纖器件，因此，它能以較高的耦合效率與目前的光纖通信系統(tǒng)中的光纖器件（如光纖耦合器、光纖反射鏡、光纖光柵、光纖放大器、波分復用器等）連接。將光纖激光器用在現(xiàn)有的通信系統(tǒng)上，可以支持更高的傳輸速率，也是未來高碼率密集波分復用系統(tǒng)以及未來相干通信的基礎(chǔ)。
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