在1.7到2.2微米之间的-eye safe区域的排放为终端用户在各种应用中提供了精确性和控制。
光纤众所周知且广泛使用 作为光学通信的传输介质。由于现代光学数据和电信所具有的技术和服务需求的快速增长，光纤需要作为光学放大器用于长距离传输。
最合适的例子是掺铒光纤放大器的发展。该设备由一种激光活性增益介质组成，能够放大1.55 µm的光信号。同样，掺镱光纤（YDFs）现在已经成为一个成熟的解决方案，支持制造和材料加工的发展，因为它们非常适合于高功率生成，并具有优越的光束质量和热管理能力。
光纤制造的两个主要工艺之一的前驱体制造是通过化学化合物的氧化来实现的，包括磷氯化氧。在这种方法中，化合物通过改良的化学气相沉积法沉积。
随着激光技术的不断成熟，掺铥光纤（TDFs）的开发在开发和应用两方面都经历了指数级的增长。与之前的解决方案相比，这些光纤在自由空间中提供了更高的传输能力，并且非线性和光纤损伤阈值（与YDFs相比）要大得多，它们在医疗应用和各种传感与检测技术中表现出卓越的优势。
制造光缆
地球氧化物纤维的制造在光学通信和高功率光纤激光器应用中发挥了重要作用。 新的光纤成分和光纤设计的当前竞争格局已经超越了标准的制造技术，使公司积极制造专用光纤。 许多行业领先者已经开发并正在部署创新的制造方法，使客户能够成为并保持其市场的领导者。
将稀土离子掺入到石英玻璃中的主要目标是多方面的。其目的是定制吸收和发射光谱，影响激发态性质，并改善玻璃形成特性。因此，向石英基质中添加稀土掺杂剂对于光纤激光技术的发展是必不可少的。
预形制造是为了在成品光纤中实现改性的芯包比（顶部）。
羟基吸收和激光发射机会带在石英光纤中（底部）。EDFA：掺铒光纤放大器；HDFL：掺钬光纤激光器；TDFL：掺铥光纤激光器；YDFL：掺镱光纤激光器。
行业使用两种主要的制造工艺来制造光纤：预制棒制造和光纤拉制。预制棒制造基于化学化合物如四氯化硅、四氯化锗和/或氯氧磷的氧化，这些化合物通过旋转的高纯度二氧化硅基板管，并暴露在外部能量源下产生碳质颗粒。这些颗粒沉积在管内壁上，然后塌缩成一根实心棒，称为预制棒。然后将预制棒在光纤拉制塔中加热到接近软化点的温度，直到预制棒的远端落下，从而依靠重力效应来形成光纤。
调整设置配置中的光学组件可以广泛解决稀 地掺杂光纤激光器系统中的大多数不需要的效果，例如热管理问题和非线性效应。通过修改核心设计和选择适当的玻璃主机材料和稀 地浓度，也可以减少这些不利影响。
铥光纤事实
铥是第二稀有的镧系元素，传统上广泛研究用于在1.7到2.2 µm的 eye-safe 区域产生激光发射。这种激光的首次报告是在1967年由H.W. Gandy领导的团队完成的。该激光在1900 nm处发射。直到1980年代，关于铥掺杂光纤激光器的显著研究才在研发中出现。
普遍认为，泵浦活性介质的最佳方法是选择一个接近目标波长的泵浦波长，因为这样可以减少量子缺陷。要进入2微米区域，TDF激光器可以通过79x纳米的高功率二极管或1.55微米的光纤激光泵浦源来实现。为了实现约1.55微米的泵浦，必须在激光系统中添加掺铒光纤或掺铒和镱共掺光纤以及额外的高功率二极管（0.98微米和1.45微米）。
幸运的是，由于铥表现出广泛的发射波长范围和多个跃迁线，可以使用79x-nm高功率二极管泵浦基于石英的TDFs，并利用一个“隐藏”的特性，可以产生最大80%的激光效率，对应的量子效率为200%。 这个众所周知的交叉弛豫过程是使用铥光纤操作中最有益的机制之一，当用79x-nm二极管泵浦时，可以生成两个激发离子。当增益材料中的铥浓度超过约2 wt%时，在2-µm激光跃迁中可以达到量子效率>100%。
值得注意的是，当系统中的थलियम浓度显著降低时，由于离子间的距离较大，阻止了任何离子间的相互作用。当थलियम浓度增加和离子间距离减小时，这些相互作用更有可能发生。
图表显示了掺铥光纤的吸收-发射截面。铥表现出广泛的发射波长范围和多个跃迁线。可以使用79x-nm高功率二极管泵浦基于石英的掺铥光纤（TDFs），以实现“隐藏”功能，该功能可以产生最大激光效率80%，对应于200%的量子效率。
公司的创新和适应以满足需求，使TDFs能够接近在1-µm区域运行的成熟的YDFs。在许多情况下，它们通过拥有更好的眼睛安全性能、宽松的非线性极限以及在连续波、纳秒、皮秒和飞秒激光模式下工作的灵活性，达到了约70%的激光效率。同时，铥光纤激光器的显著增长为研发继续在前沿应用和新兴市场中寻找更高效的激光解决方案开辟了机会。
医疗应用
激光在医疗应用中的广泛认可的起源可以追溯到50年前，当时一个氩激光束被对准膀胱壁进行实验。科学进步使现代激光技术在微创手术和泌尿科程序中得到了应用。这些和其他许多应用实现了所需的高精度和效率。因此，它们为成熟的和新兴的医疗市场带来了基于激光的创新机会。
简化的(Tm) 能级图显示了两倍交叉松弛过程（顶部）。图表显示了(Ho) 能量转移过程（底部）。3F4 manifold描述了交叉松弛过程中涉及的离子的上激光水平。
两个重要的方面使2微米激光源成为精确手术应用的合适候选：在水中高吸收结合穿透深度导致暴露区域周围最小的损伤，以及由2微米辐射引起的凝固效果，有助于在干预过程中减少不必要的出血。
Holmium:YAG (Ho:YAG) 激光是泌尿科中最常使用的激光，因为它具有多用途能力，可以实现所需的切割和组织凝固。然而，尽管如此，其主要吸收带在1.9 µm的常用二极管并不存在。因此，这些激光器通常使用闪光灯泵浦——并且会产生大量的热废，因为激光晶体的泵浦效率不高。另一方面，TDF激光器可以使用商业二极管泵浦，与闪光灯相比，它们具有多个优点，因为它们可以在较低的功率下运行，并且不需要复杂的激光配置（见表）。
由于水吸收系数决定了红外辐射源的吸收水平，用户可以确定用于石材汽化和后推的最有效波长，例如，还可以用于其他临床应用。TDF激光的能量具有比Ho:YAG激光能量约高4倍的水吸收系数，这在临床中具有优势，因为它在减少对周围组织的光热损伤的同时，提高了干预的效率。
TDF激光器及其Ho:光纤激光器在NIR区域的长波长侧都经历了显著的改进。这两个光源的进展已经到达一个点，即Ho:光纤激光器现在是操作>2.1 µm波长的首选方案。如上所述，这些Ho激光系统在高功率二极管可用的地方没有吸收带。
作为一种替代方案，TDF激光器在~1.95 µm波长下运行，传统上用于泵浦掺钬光纤激光器。因此，掺钬激光系统的整体光-光转换效率取决于TDF激光器的效率。这种动态给制造过程带来了额外的挑战，因为需要一种具有氟掺杂包层的全玻璃光纤结构以实现低损耗泵浦引导。标准双包层光纤中使用的低折射率聚合物在2 µm波长区域会强烈吸收。
用铥和钬共掺杂的石英光纤可以被认为是一种替代带内泵浦方案的方法。79x-nm泵可以激发铥离子并促进两倍交叉弛豫过程，随后是铥到钬占主导地位的供体-受体能量传递机制。基于铥:钬共掺杂石英光纤的激光源已经报道，其斜率效率高达56%。
苏州长显