Prinsip dasar laser serat mode tunggal

Prinsip dasar tinalaser serat mode tunggal

Pembangkitan laser meryogikeun minuhan tilu kaayaan dasar: inversi populasi, rongga resonansi anu pas, sareng ngahontallaserambang (paningkatan cahaya dina rongga résonansi kedah langkung ageung tibatan leungitna). Mékanisme kerja laser serat mode tunggal dumasar kana prinsip fisik dasar ieu sareng ngahontal optimasi kinerja ngalangkungan struktur khusus pandu gelombang serat.

Radiasi anu distimulasi sareng inversi populasi mangrupikeun dasar fisik pikeun generasi laser. Nalika énergi cahaya anu dipancarkeun ku sumber pompa (biasana dioda laser semikonduktor) diinjeksikeun kana serat gain anu didoping ku ion bumi langka (sapertos Ytterbium Yb³⁺, erbium Er³⁺), ion bumi langka nyerep énergi sareng transisi tina kaayaan dasar ka kaayaan tereksitasi. Nalika jumlah ion dina kaayaan tereksitasi ngaleuwihan kaayaan dasar, kaayaan inversi populasi kabentuk. Dina titik ieu, foton datang bakal micu radiasi anu distimulasi tina ion kaayaan tereksitasi, ngahasilkeun foton anyar anu frékuénsi, fase sareng arahna sami sareng foton datang, sahingga ngahontal amplifikasi optik.

Fitur inti tina modeu tunggallaser seratayana dina diaméter inti anu ipis pisan (biasana 8-14μm). Numutkeun téori optik gelombang, inti anu ipis sapertos kitu ngan ukur tiasa ngamungkinkeun hiji modeu médan éléktromagnétik (nyaéta, modeu dasar LP₀₁ atanapi modeu HE₁) pikeun dikirimkeun sacara stabil, nyaéta, modeu tunggal. Ieu ngaleungitkeun masalah dispersi intermodal anu aya dina serat multimode, nyaéta, fénoména pelebaran pulsa anu disababkeun ku rambatan modeu anu béda dina kecepatan anu béda. Tina sudut pandang karakteristik transmisi, bédana jalur cahaya anu nyebar sapanjang arah aksial dina serat optik modeu tunggal leutik pisan, anu ngajantenkeun sinar kaluaran gaduh koherensi spasial sareng distribusi énergi Gaussian anu sampurna, sareng faktor kualitas sinar M² tiasa ngadeukeutan 1 (M²=1 pikeun sinar Gaussian anu idéal).

Laser serat mangrupikeun wawakil anu luar biasa tina generasi katilutéknologi laser, anu nganggo serat gelas anu didoping unsur bumi langka salaku média gain. Salila dasawarsa ka pengker, laser serat mode tunggal parantos ngeusian bagian anu beuki penting di pasar laser global, hatur nuhun kana kaunggulan kinerja anu unik. Dibandingkeun sareng laser serat multimode atanapi laser solid-state tradisional, laser serat mode tunggal tiasa ngahasilkeun sinar Gaussian anu idéal kalayan kualitas sinar anu caket kana 1, anu hartosna sinar ampir tiasa ngahontal Sudut divergensi minimum téoritis sareng titik fokus minimum. Fitur ieu ngajantenkeun teu tiasa digentos dina widang pamrosésan sareng pangukuran anu meryogikeun presisi anu luhur sareng dampak termal anu handap.