1961年,美国的E.斯尼泽和C.J.凯斯特等人首先在掺钕玻璃波导中发现了激光辐射,进而提出了光纤放大器和光纤激光器的概念,并于1964年研制出了世界第一台光纤激光器。早期的光纤激光器是将泵浦光直接耦合进很小的纤芯内,耦合效率很低,导致在随后的二十余年中光纤激光器发展比较缓慢。直到1988年斯尼泽等人提出了双包层光纤的构想(泵浦光由尺寸较大的包层进入光纤进行传输,激光在尺寸较小的光纤纤芯内产生和传输)以后,光纤激光器才蓬勃发展起来。
光纤激光器实际是一种特殊的固体激光器,只是将激光增益介质做成了细长的光纤。光纤激光器包括泵浦源、增益介质、谐振腔三个基本组成部分,泵浦源一般采用半导体激光器,泵浦光经适当的光学系统耦合进入增益光纤;增益介质为掺有激活粒子(如稀土离子Er3+、Yb3+、Nd3+、Tm3+等)的光纤,在吸收泵浦光后造成粒子数反转,形成受激发射;谐振腔可以由光纤光栅等光学反馈元件构成各种直线型谐振腔,也可以用耦合器构成各种环形谐振腔,增益光纤产生的受激发射光经谐振腔镜的反馈形成振荡并耦合输出激光。通常所说的光纤激光器,一般是指光纤振荡器,也可以是由光纤振荡器和光纤放大器组成的光纤激光系统,其光路全部由光纤或光纤器件所构成。
光纤激光器有多种类型。按增益介质不同,有稀土类掺杂光纤激光器、晶体光纤激光器、非线性光学型光纤激光器、塑料光纤激光器等;按激光输出特性分类,有连续光纤激光器和脉冲光纤激光器;按光纤结构分类,有单包层光纤激光器、双包层光纤激光器、光子晶体光纤激光器等;按谐振腔结构分类,有F-P腔光纤激光器、环形腔光纤激光器等。光纤激光器的波长有1微米、1.5微米、2微米、3~5微米等。
光纤激光器具有体积小、重量轻、效率高、光束质量好、寿命长、易维护等优点,特别是其采用光纤输出,使得激光器能轻易胜任各种复杂空间加工应用。光纤激光器的输出功率已可达万瓦以上。基于其诸多优点,光纤激光器在进入21世纪后迅速在工业加工、生物医学、科学研究、国防军工等领域获得广泛应用,成为最主要的激光器之一。