光纤激光器使用稀土掺杂光纤作为激活介质，用激光二极管作泵浦源，本身固有一些关键优势，使它们在通过锁模产生超短脉冲方面颇具吸引力。掺杂光纤的高增益带宽和效率，允许制造相对便宜、紧凑、坚固的光纤激光器系统，这些系统提供适合广泛应用的光纤耦合输出光束。

飞秒结构

 光纤提供较高的表面积 - 体积比，从而可实现有效的冷却，并且可以根据特定性能参数进行定制。光纤激光器最初仅限于连续波（CW）、低功率、单模运行 ；经过了三十多年的发展，现在光纤激光器已经能够实现单模和多模运行，波长范围覆盖紫外（UV）到远红外（far-IR）波段，并且能提供非常高的功率水平、可变的重复频率，以及（也许的最显著的）毫秒到飞秒级的脉宽。

不同于传统的自由空间激光器，光纤激光器采用光纤和光纤布拉格光栅（FBG），后者取代了常规的介质反射镜，用于光学反馈。大多数高功率光纤激光器采用双包层光纤架构，其中增益介质在光纤的纤芯，由两层包层包围。来自激光二极管或另一个光纤激光器的多模泵浦光束，在内包层中传播并受到外包层的约束，激发激活介质，并产生在光纤纤芯中传播的激射模式。

为了产生超快激光脉冲，需要采用主动或被动锁模技术。今天用于被动锁模的一些技术，包括非线性偏振旋转和饱和吸收技术，而电光或声光调制器用于主动锁模。

在半导体可饱和吸收镜（SESAM）中，半导体量子阱生长在半导体分布式布拉格反射器上，SESAM 已成功地用于制造工作在1.0μm 和 1.5μm 波长处的飞秒光纤激光器。通过采用石墨烯可饱和吸收体的掺铒（Er）光纤激光器，已经展示了自启动锁模和稳定的孤子脉冲产生。这些只是商业激光器制造商正在采用的几种飞秒光纤激光器架构，以满足各种科学和工业应用。

光纤激光器啁啾脉冲放大器（FLCPA），是美国 CalmarLaser 公 司 Cazadero 高 能 量（ 高 达30μJ）超快激光器的基础，该激光器在 1μm 或 1.5μm 波长处产生超快脉冲（<0.5ps），重复频率数百千赫兹。这些超快激光器产品可以输出绿光（515nm）和紫外光（343nm），并能与该公司的 Bodega OPA 耦合，进而能在整个近红外（near-IR）区域提供较宽的波长范围。

Cazadero FLCPA 超快激光器始于 27MHz 的被动 SESAM 锁模种子光纤激光器，采样低至 120kHz 或更高。超快脉冲是通过频率时间展宽（啁啾），使得通过高功率光纤放大器级、以较低的峰值强度进行放大。高达 30μJ 的短脉冲能量传输到自由空间中。这种 FLCPA 是固态飞秒激光放大器的一种具有成本效益的替代方案，用于精密生物医学材料加工和纳米结构化。

由于能够产生超过 4000℃的高熔融温度，可用于材料熔化、微结构操作或多材料合成，高功率飞秒光纤放大器已经被越来越多地用于材料加工和制造领域。

被动锁模

SESAM 被动锁模技术也是Calmar 公司的 Carmel-CFL 超快光纤激光器种子平台的基础。Carmel X 系列是高功率、风冷、780nm（以及可选的 1550nm）、基于光纤的飞秒激光器，输出功率从 0.2W 到超过 1.0W（在1550nm 高达 2.5W ；见图 3）。Carmel 激光器能提供 <90fs的脉宽，并且体积小巧，比许多Ti:sapphire 激光器更加紧凑，但是输出功率水平却之接近，能够满足一系列超快激光应用的需求，包括生物成像、多光子显微、光学计量、3D 微打印、太赫兹成像和眼科学。

 Carmel X 系列包括远程数据采集、功率监控、系统诊断和二次谐波晶体的自动调节，实现长时间的使用寿命及 OEM 服务支持。对于多光子显微应用，Carmel 超快激光器可用于细胞组织成像，提供最小的散射，并降低光损伤的风险。紧凑的激光头及配套的铠装光缆，使其只需要最少的光学元件就可以集成到现有的光学显微镜中。

中红外选择以及更多

美国 IPG Photonics 公司的红外脉冲光纤激光器，提供 1.03~1.06μm、1.55~1.65μm、2.09μm 以及 2.1~2.6μm的波长。非线性外部转换产生绿光输出，皮秒和飞秒脉冲选择提供 1.5μm处达 10W、1.06μm 处达 100W，或者0.52μm 处达 5W 的二次谐波源。

这些飞秒选择的范围从 400fs 到600fs，重复频率高达 3MHz，IPG 的CLPF 超快振荡器提供 40fs 脉冲，在2.1~2.6μm 范围内提供客户选择的固定波长，重复频率 80~800MHz，输出功率 2W。IPG 的超快放大器提供了在 2~3μm 光谱范围内，实现数瓦输出功率的能力。克尔透镜锁模振荡器和超快放大器头，由 IPG 的连续光纤激光器泵浦，满足了一系列科学和生物医学应用的需求。
所有的飞秒光纤激光器制造商继续提升超快架构的性能，包括更宽的波长范围、更短的脉冲以及更多的功率输出选项，以应对下一代材料研究和加工的挑战。