Tā kā vienmodu šķiedru lāzeri sasniedz 10KW un daudzmodu šķiedru lāzeri sasniedz 50KW, šķiedru lāzeri izlaužas no rūpniecības jomas un nonāk militāros lietojumos, kļūstot par kandidātiem kaujas laukā izvietotiem augstas enerģijas lāzerieročiem.
Lāzertehnoloģijas pirmsākumos labākais veids, kā iegūt jaudīgu lāzera izvadi, bija iegūt enerģiju no liela apjoma lāzera materiāla. Joprojām ir dažas lietojumprogrammas, kurās tiek izmantota šī pieeja, piemēram, Nacionālā aizdedzes iekārta (NIF) Trentas ezera nacionālajā laboratorijā, kas izmanto lielus stikla pastiprinātājus, lai pastiprinātu impulsus līdz 1,8 M. Taču daudziem rūpnieciskiem lietojumiem ar iterbija leģēta šķiedra ir kļuvusi par ideāla izvēle lieljaudas lāzera medijiem.
Šķiedru lāzeri ir sasnieguši garu ceļu jaudas ziņā, kopš Elilass Snicers 1963. gadā izgudroja pirmo šķiedru lāzeru. 2009. gada jūnijā IPG Photonics Minhenes lāzeru izstādē izlaida nepārtraukta viļņa vienmoda šķiedras lāzeru ar izejas jaudu 10 KW un Cietvielu lāzeru un pusvadītāju lāzeru konference, ko rīko Directed Energy Professionals Society (DEPS). Bi Shiner, IPG Photonics rūpniecisko tirgu viceprezidents, sacīja, ka IPG ir ražojis daudzmodu šķiedru lāzerus ar izejas jaudu līdz 50 kW, un Raytheon ir pārbaudījis to iespējamos pielietojumus kā lāzerieročus. Tomēr IPG galvenais bizness joprojām ir rūpniecisko materiālu apstrādes lietojumprogrammas, sākot no silīcija vafeļu griešanas saules baterijām un beidzot ar metāla plākšņu metināšanu.
Kāpēc izvēlēties šķiedru?
Līdzīgi kā citi ar diodes sūknējamie lāzeri, šķiedru lāzeri būtībā pārveido zemas kvalitātes sūkņu lāzerus augstākās kvalitātes lāzera izvadēs, ko var izmantot daudzās jomās, piemēram, ārstniecībā, materiālu apstrādē un lāzerieročos. Lieljaudas jaudas sasniegšanas ziņā šķiedru lāzeriem ir divas svarīgas priekšrocības: viena ir process no sūkņa gaismas līdz augstas kvalitātes izejas gaismai, kam ir augsta konversijas efektivitāte; otrs ir laba siltuma izkliedes spēja.
Iemesls, kāpēc šķiedru lāzeri var sasniegt augstu efektivitāti, galvenokārt ir saistīts ar diožu sūknēšanu, rūpīgu pastiprinošo dopinga materiālu izvēli un optimizētu šķiedru dizainu. Lieljaudas šķiedru lāzeros izmantotā optiskā šķiedra satur iekšējo kodolu, kas leģēts ar pastiprināšanas vidi, un ārējo serdi, kas ierobežo sūkņa gaismu. Sūkņa gaisma var iekļūt ārējā serdenī caur šķiedras gala virsmu vai tikt savienota ar ārējo serdi gar šķiedras malu virzienā, kas ir gandrīz paralēls šķiedras asij (sk. 1. attēlu). Pēdējo metodi sauc par "sānu sūknēšanu", taču tas nenozīmē, ka sūkņa gaisma nokļūst lāzera dobumā sāniski kā lielapjoma lāzers. Kad sūkņa gaisma ir ievadīta ārējā serdeņā, tā vairākkārt šķērsos iekšējo serdi gar šķiedru, lai nodrošinātu efektīvu sūknēšanu. Pēc tam stimulētais starojums tiek vadīts gar iekšējo serdi un nepārtraukti uzkrāj enerģiju, lai izvadītu augstas intensitātes lāzera gaismu.
Lielākajai daļai šķiedru lāzeru ir piedevas, jo selektīvais spogulis var iegūt nelielu kvantu zudumu (enerģijas starpību starp sūkņa fotonu un izejas fotonu). Izmantojot 975 nm sūkņa gaismu, lai iegūtu 1035 nm izejas gaismu, kvantu zuduma vērtība ir tikai 6%. Salīdzinājumam, ar neodīmu leģēta lāzera kvantu zudums, kas sūknēts pie 808 nm un izvadīts pie 1064 nm, ir pat 20%. Mazāki kvantu zudumi ļauj ar šķiedru leģētu lāzeru optiski optiskās sūknēšanas efektivitātei pārsniegt 60%, kas apvienojumā ar sūkņa diodes elektrooptiskās konversijas efektivitāti 50% nozīmē, ka šķiedru lāzera kopējā konversijas efektivitāte var sasniegt 30 %.
Šķiedras struktūrai ir liels virsmas laukums uz tilpuma vienību, kas palīdz šķiedru lāzeram izkliedēt siltumu, taču pat ar ūdens dzesēšanu siltuma izkliede ierobežos tā veiktspēju. Pirms pieciem gadiem pētnieki cerēja iegūt lielāku jaudu, palielinot dopinga līmeni un iekšējā kodola izmēru, bet Johans Nilsons no Sauthemptonas universitātes teica, ka pie lielām vidējām jaudām, jo atlikušo siltumu ir grūti noņemt no šķiedras, " termiskā efekta ierobežojums ir atgriezies."
