Structura de bază a unuilaser cu fibră monomodală
Performanța remarcabilă a monomoduluilaser cu fibrăprovine din designul precis al structurii lor interne. Funcționarea eficientă și colaborativă între toate componentele este fundamentul pentru obținerea unui randament laser stabil și de înaltă calitate.
De exemplu, un laser de 976 nm cu o eficiență de conversie electro-optică relativ ridicată este utilizat pentru a încărca fibra dopată, iar apoi o lumină de însămânțare de 1064 nm cu o calitate bună a fasciculului este utilizată pentru a ghida fibra dopată încărcată pentru a elibera un laser de 1064 nm cu o energie mai mare. Cu cât energia laser de 1064 nm necesară este mai mare, cu atât este necesară o putere și o cantitate mai mare din sursa de pompare.
Explicație detaliată a componentelor cheie
Sursa pompei este sursa de energie alaser, de obicei olaser semiconductordiodă, a cărei lungime de undă de emisie se potrivește cu vârful de absorbție al mediului de amplificare (de exemplu, o fibră dopată cu yterbiu corespunde unei lungimi de undă de 915 nm sau 976 nm). Laserul monomod necesită ca sursa de lumină a pompei să aibă și o coerență spațială ridicată. Prin urmare, diodele laser cuplate cu fibră monomodală sunt adesea utilizate pentru a asigura injectarea eficientă a luminii pompei în miezul fin al fibrei monomodale.
2. Fibrele cu amplificare sunt mediul principal pentru generarea laserului și sunt de obicei fibre de sticlă de cuarț dopate cu elemente de pământuri rare. Ionii dopați comuni includ yterbiu (Yb³⁺), erbiu (Er³⁺), tuliu (Tm³⁺) etc., care corespund unor benzi de lungime de undă de ieșire diferite (cum ar fi 1064 nm, 1550 nm, 2 μm etc.). Lungimea fibrei cu amplificare trebuie să fie proiectată cu precizie pentru a asigura absorbția completă a luminii de pompare, menținând în același timp o conversie opto-optică de înaltă eficiență.
3. Cea mai comună formă de implementare a unei cavități rezonante este perechea de rețele Bragg cu fibră optică. O rețea de fibre se formează prin expunerea fibrelor optice la franje de interferență laser ultravioletă, provocând o modificare periodică permanentă a indicelui de refracție al regiunilor lor centrale. Prin controlul perioadei și lungimii rețelei, lungimea de undă centrală și lățimea de bandă a reflexiei sale pot fi controlate cu precizie. Această structură a cavității rezonante complet fibroase nu necesită componente discrete, cum ar fi lentilele optice, sporind semnificativ stabilitatea și capacitatea anti-interferență a sistemului.
4. Sistemul de colimație a fasciculului de ieșire este de obicei amplasat în spatele rețelei de ieșire. Funcția sa este de a converti laserul divergent emis de fibra optică în lumină paralelă colimată sau de a o focaliza suplimentar pe suprafața de lucru. Acest sistem include de obicei lentile autofocalizate sau grupuri de lentile micro-miniatrice și adoptă o structură mecanică precisă pentru a asigura acuratețea alinierii. Designul optic de înaltă calitate poate reduce eficient aberațiile și poate asigura menținerea unei distribuții gaussiene excelente a fasciculului de ieșire.
Data publicării: 25 noiembrie 2025