7 zastosowań i zalet lasera światłowodowego: fakty, które powinieneś wiedzieć!

by

Lasery światłowodowe mają znaczną przewagę nad innymi laserami:

  • W laserach światłowodowych światło lasera jest zarówno wytwarzane, jak i kierowane przez integralnie elastyczny ośrodek, umożliwiający lepsze i łatwiejsze przenoszenie światła laserowego do miejsca docelowego.
  • Lasery oparte na światłowodach zapewniają wysoką moc wyjściową w porównaniu z innymi typami laserów.
  • Lasery światłowodowe zapewniają bardzo duże wzmocnienie optyczne i mają obszary aktywne na przestrzeni kilku kilometrów.
  • Światłowody mają wysoki stosunek powierzchni do objętości, który umożliwia ciągłą moc wyjściową na poziomie kilowatów przy wydajnym chłodzeniu.
  • Falowód światłowodu zmniejsza zniekształcenia na ścieżce optycznej spowodowane problemami termicznymi.
  • Lasery światłowodowe są stosunkowo bardziej kompaktowe niż lasery na ciele stałym lub gazowe (o takiej samej mocy wyjściowej) i generują ograniczoną dyfrakcją, wysokiej jakości wiązkę laserową.
  • Lasery światłowodowe zapewniają stabilność drgań, tolerancję na wysokie temperatury i wydłużoną żywotność przy niższych kosztach.

Zastosowania laserów światłowodowych:

  • Lasery światłowodowe zapewniają ciągłe wiązki lasera o dużej mocy, które mogą być skuteczne w wielu zastosowaniach przemysłowych, takich jak spawanie i cięcie materiałów, takich jak polimer, metal lub szkło. Lasery światłowodowe średniej i małej mocy są używane do grawerowania materiałów.
  • Oprócz zastosowań przemysłowych lasery światłowodowe znajdują również zastosowanie w medycynie, telekomunikacji, spektroskopii. lasery doskonale sprawdzają się w medycynie na delikatnych i miękkich tkankach, gdzie użycie skalpela może być trudne. Lasery światłowodowe są często wykorzystywane w spektroskopii do badania i obserwacji interakcji między promieniowaniem elektromagnetycznym a materią.
Światłowód.svg
Demonstracja transmisji światła przez kabel światłowodowy. Źródło obrazu: Gringera, Światłowód, oznaczony jako domena publiczna, więcej informacji na ten temat Wikimedia Commons

Co to są lasery światłowodowe?

Lasery światłowodowe lub lasery światłowodowe wykorzystują zasadę całkowitego wewnętrznego odbicia za pomocą światłowodów do przesyłania światła. Lasery te są używane do przesyłania światła na duże odległości, a także pomagają w zmniejszaniu zniekształceń termicznych wiązki lasera. Lasery światłowodowe są na ogół domieszkowane ziemiami rzadkimi takimi jak iterb, erb, neodym, prazeodym, holm, dysproz i tul. Lasery te wykorzystywały domieszkowane wzmacniacze światłowodowe, które nie wykorzystują działania lasera do wzmacniania światła. Wzmocnienie w tych laserach jest zapewniane przez nieliniowe włókna, takie jak mieszanie czterofalowe lub stymulowane rozpraszanie Ramana. W laserach światłowodowych wnęka lasera jest generowana metodą spawanie metodą fuzji z różnymi światłowodami.

Spawanie światłowodów
spawanie metodą fuzji włókna optyczne. Źródło obrazu: Jerome Nicolle, Spawanie światłowodów, CC BY-SA 3.0

Co to są lasery z dyskami światłowodowymi?

Laser z dyskiem światłowodowym to forma lasera światłowodowego, w której pompa nie jest ograniczona płaszczem światłowodu. Pompa w tych laserach jest zwinięta w celu wielokrotnego kierowania światła pompy przez rdzeń. Te typy laserów są skuteczne w przypadku skalowania mocy, które wymaga kilku źródeł pompowania na obwodzie cewki.

lasera światłowodowego
lasery z dyskami światłowodowymi.
Źródło obrazu: Ken-ichi Ueda - od autora
3 lasery dyskowe światłowodowe, lasery światłowodowe z poprzecznym zasilaniem pompy. światłowód z Yb: domieszkowany rdzeń jest zwinięty i otoczony diody laserowe, wikipedia

W jaki sposób lasery światłowodowe są blokowane modowo?

Lasery światłowodowe są generalnie z synchronizacją modów za pomocą dwójłomności światłowodu. Ze względu na optyczny nieliniowy efekt Kerra, wielkość zmiany polaryzacji zmienia się wraz z natężeniem światła. Dlatego polaryzator obecny we wnęce lasera pochłania lub blokuje światło lasera o niższej intensywności i przepuszcza światło o dużej intensywności z pomijalnym tłumieniem. Obsługuje impulsy z zablokowanym trybem.

 Czasami półprzewodnikowe zwierciadła absorbera nasycanego (SESAM) są również używane do laserów światłowodowych z blokowaniem modów. Zwierciadła absorbera nasyconego półprzewodnika (SESAM) mają pewne techniki absorbera nasycanego, które pozwalają na dostosowanie granic absorbera do typu lasera. W ostatnim czasie absorbery nasycalne grafenu są włączane do światłowodów (zwłaszcza w laserach przestrajalnych) w celu synchronizacji modów.

Modellock 1
Struktura trybu laserowego
Źródło obrazu: Diagram trybu wnęki, dla modelowanie artykuł. Narysowany przez Dr Bob.
CC BY-SA 3.0 wikipedia

Czym są lasery światłowodowe z ciemnym solitonem?

Lasery z ciemnym solitonem zostały zbudowane z całkowicie normalnego rozproszonego lasera światłowodowego domieszkowanego erbem, który ma polaryzator obecny we wnęce lasera. Lasery te należą do systemu blokowania bez trybu. Chociaż jasna emisja impulsów jest powszechna dla tych laserów, w odpowiednich warunkach lasery światłowodowe z ciemnym solitonem są w stanie emitować pojedyncze lub wielokrotne ciemne impulsy. Generowanie ciemnego impulsu przez te lasery można przypisać kształtowaniu ciemnego solitonu zgodnie z symulacjami numerycznymi.

Co to są lasery światłowodowe o wielu długościach fal?

Lasery światłowodowe o wielu długościach fal to rodzaje laserów światłowodowych, które jednocześnie generują wiele długości fal światła laserowego. Laser światłowodowy ZBLAN wykazał jednoczesną emisję spójnego światła niebieskiego i zielonego. Laser z pompą końcową ZBLAN został uziemiony na optycznym nośniku wzmacniającym z konwersją w górę, w którym zastosowano lasery półprzewodnikowe o dłuższych długościach fal do pompowania włókna fluorkowego domieszkowanego Pr3 + / Yb3 +. To włókno fluorowe miało powlekane lustra dielektryczne obecne na obu końcach światłowodu w celu utworzenia wnęki.

Aby dowiedzieć się więcej o fizyce lasera i różnych typach laserów, odwiedź https://techiescience.com/laser-physics/

Przeczytaj także:

     

Zostaw komentarz