Struktura thelbësore e një lazeri me fibra me një modalitet të vetëm

Struktura thelbësore e njëlazer me fibra me një modalitet të vetëm

Performanca e jashtëzakonshme e modalitetit të vetëmlazer me fibraburon nga dizajni i tyre i saktë i strukturës së brendshme. Funksionimi efikas bashkëpunues midis të gjithë komponentëve është themeli për arritjen e një prodhimi lazeri të qëndrueshëm dhe me cilësi të lartë.

Për shembull, një lazer 976 nm me një efikasitet relativisht të lartë të konvertimit elektro-optik përdoret për të ngarkuar fibrën e dopuar, dhe më pas një dritë fillestare 1064 nm me cilësi të mirë të rrezes përdoret për të drejtuar fibrën e dopuar të ngarkuar për të lëshuar një lazer 1064 nm me energji më të lartë. Sa më e lartë të jetë energjia e kërkuar e lazerit 1064 nm, aq më shumë fuqi dhe sasi e burimit të pompës kërkohet.

Shpjegim i hollësishëm i komponentëve kryesorë

Burimi i pompës është burimi i energjisë ilazer, zakonisht njëlazer gjysmëpërçuesdiodë, gjatësia e valës së emetimit të së cilës përputhet me kulmin e absorbimit të mediumit të fitimit (për shembull, një fibër e dopuar me iterbium korrespondon me një gjatësi vale prej 915nm ose 976nm). Lazeri me një modalitet kërkon që burimi i dritës së pompës të ketë gjithashtu koherencë të lartë hapësinore. Prandaj, diodat lazer të çiftëzuara me fibra me një modalitet përdoren shpesh për të siguruar që drita e pompës të mund të injektohet në mënyrë efikase në bërthamën e hollë të fibrës me një modalitet.

2. Fibrat përforcuese janë mediumi kryesor për gjenerimin e lazerit dhe zakonisht janë fibra qelqi kuarci të dopuara me elementë të rrallë të tokës. Jonet e zakonshme të dopuara përfshijnë iterbiumin (Yb³⁺), erbiumin (Er³⁺), tuliumin (Tm³⁺), etj., të cilat korrespondojnë me breza të ndryshëm gjatësie vale dalëse (si 1064nm, 1550nm, 2μm, etj.). Gjatësia e fibrës përforcuese duhet të projektohet saktësisht për të siguruar thithjen e plotë të dritës së pompës, duke ruajtur njëkohësisht konvertimin opto-optik me efikasitet të lartë.

3. Forma më e zakonshme e zbatimit të një zgavre rezonante është çifti i rrjetës Bragg me fibra. Një rrjetë formohet duke i ekspozuar fibrat optike ndaj skajeve të ndërhyrjes së lazerit ultravjollcë, duke shkaktuar një ndryshim periodik të përhershëm në indeksin refraktiv të rajoneve të tyre kryesore. Duke kontrolluar periudhën dhe gjatësinë e rrjetës, gjatësia e valës qendrore dhe gjerësia e brezit të reflektimit të saj mund të kontrollohen me saktësi. Kjo strukturë e zgavrës rezonante plotësisht e fibruar nuk kërkon komponentë diskretë siç janë lentet optike, duke rritur ndjeshëm stabilitetin dhe aftësinë anti-ndërhyrëse të sistemit.

4. Sistemi i daljes së kolimimit të rrezes zakonisht ndodhet pas rrjetës së skajit të daljes. Funksioni i tij është të shndërrojë lazerin divergjent të emetuar nga fibra optike në dritë paralele të kolimuar ose ta fokusojë më tej atë në sipërfaqen e punës. Ky sistem zakonisht përfshin lente vetëfokusuese ose grupe lentesh mikro-miniaturë dhe miraton një strukturë mekanike të saktë për të siguruar saktësinë e shtrirjes. Dizajni optik me cilësi të lartë mund të zvogëlojë në mënyrë efektive aberacionet dhe të sigurojë që rrezja e daljes të ruajë një shpërndarje të shkëlqyer Gausiane.