Τι είναι τα λέιζερ ινών; | Σημαντικές εφαρμογές | 7 πλεονεκτήματα

ΟΠΤΙΚΑ ΛΙΒΕΡ ΙΝΩΝ

Τι είναι τα λέιζερ ινών;

Τα λέιζερ ινών ή τα λέιζερ οπτικών ινών χρησιμοποιούν την αρχή της ολικής εσωτερικής ανάκλασης με τη βοήθεια οπτικών ινών για τη μετάδοση φωτός. Αυτά τα λέιζερ χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση φωτός σε μεγάλα μήκη και βοηθούν επίσης στη μείωση της θερμικής παραμόρφωσης της δέσμης λέιζερ. Τα λέιζερ οπτικών ινών είναι γενικά ντοπαρισμένα με σπάνια Γη με όπως το υττέρβιο, το erbium, το νεοδύμιο, το πρασεοδύμιο, το όλμιο, το δυσπόσιο και το θούλιο. Αυτά τα λέιζερ χρησιμοποιούσαν ενισχυτές ενισχυμένης ίνας που δεν χρησιμοποιούν δράση επένδυσης για την παροχή ελαφριάς ενίσχυσης. Το κέρδος σε αυτά τα λέιζερ παρέχεται από μη γραμμικότητες ινών όπως ανάμιξη τεσσάρων κυμάτων ή διεγερμένη σκέδαση Raman. Στα λέιζερ ινών, η κοιλότητα λέιζερ δημιουργείται με τη μέθοδο σύντηξη σύντηξης με διαφορετικές οπτικές ίνες.

Ποια είναι τα πλεονεκτήματα των λέιζερ οπτικών ινών;

Τα λέιζερ ινών έχουν σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλα λέιζερ:

  • Στα λέιζερ ινών, το φως λέιζερ παράγεται και κατευθύνεται από ένα πλήρως ευέλικτο μέσο που επιτρέπει καλύτερη και ευκολότερη μεταφορά φωτός λέιζερ στη στοχευμένη θέση.
  • Τα λέιζερ οπτικών ινών παρέχουν υψηλή ισχύ εξόδου σε σύγκριση με τους άλλους διαφορετικούς τύπους λέιζερ.
  • Τα λέιζερ οπτικών ινών παρέχουν πολύ υψηλό οπτικό κέρδος και έχουν ενεργές περιοχές που κυμαίνονται σε αρκετά χιλιόμετρα.
  • Οι οπτικές ίνες έχουν υψηλή αναλογία επιφάνειας προς όγκο που επιτρέπει συνεχή ισχύ εξόδου σε επίπεδο κιλοβάτ με αποτελεσματική ψύξη.
  • Ο κυματοδηγός μιας οπτικής ίνας μειώνει την παραμόρφωση στην οπτική διαδρομή λόγω θερμικών ζητημάτων.
  • Τα λέιζερ οπτικής ίνας είναι συγκριτικά πιο συμπαγή από τα λέιζερ στερεάς κατάστασης ή αερίου (της ίδιας ισχύος) και δημιουργούν δέσμη λέιζερ υψηλής ποιότητας περιορισμένης διάθλασης.
  • Τα λέιζερ οπτικών ινών παρέχουν σταθερότητα δόνησης, ανοχή σε υψηλή θερμοκρασία και παρατεταμένη διάρκεια ζωής με χαμηλότερο κόστος.
Επίδειξη μετάδοσης φωτός μέσω καλωδίου οπτικών ινών. πηγή εικόνας: ΤζίντζερΟπτικές ίνες, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Ποιες είναι οι εφαρμογές των λέιζερ ινών;

Τα λέιζερ οπτικής ίνας παρέχουν συνεχείς ακτίνες λέιζερ υψηλής ισχύος που μπορούν να είναι αποτελεσματικές για πολλές βιομηχανικές εφαρμογές όπως υλικά συγκόλλησης και κοπής όπως πολυμερές ή μέταλλο ή γυαλί. Τα λέιζερ οπτικών ινών μεσαίας και χαμηλής ισχύος χρησιμοποιούνται για χάραξη υλικών.

Εκτός από τις βιομηχανικές εφαρμογές, λέιζερ με βάση τις οπτικές ίνες χρησιμοποιούνται επίσης στην ιατρική, στις τηλεπικοινωνίες, στη φασματοσκοπία. Τα λέιζερ ταιριάζουν καλά στον ιατρικό τομέα σε ευαίσθητους και μαλακούς ιστούς όπου μπορεί να είναι δύσκολη η χρήση νυστέρι. Τα λέιζερ οπτικών ινών χρησιμοποιούνται συχνά στη φασματοσκοπία για τη μελέτη και την παρατήρηση της αλληλεπίδρασης μεταξύ των ηλεκτρομαγνητικών ακτινοβολιών και της ύλης.

Τι είναι τα λέιζερ δίσκων οπτικών ινών;

Το λέιζερ δίσκων ινών είναι μια μορφή λέιζερ οπτικών ινών στην οποία η αντλία δεν περιορίζεται εντός της επένδυσης της οπτικής ίνας. Η αντλία σε αυτά τα λέιζερ τυλίγεται για να κατευθύνει το φως της αντλίας πολλές φορές στον πυρήνα. Αυτοί οι τύποι λέιζερ είναι αποτελεσματικοί για κλιμάκωση ισχύος που απαιτεί αρκετές πηγές αντλίας γύρω από την περιφέρεια του πηνίου.

λέιζερ ινών
λέιζερ οπτικών ινών.
Πηγή εικόνας: Ken-ichi Ueda - από τον συγγραφέα
3 λέιζερ ινών, λέιζερ ινών με εγκάρσια παράδοση αντλίας. η οπτική ίνα με Yb: ο νάρθηκας πυρήνας κουλουριάζεται και περιβάλλεται με το δίοδοι λέιζερΕ wikipedia

Πώς κλειδώνεται η λειτουργία των λέιζερ οπτικών ινών;

Τα λέιζερ οπτικής ίνας είναι γενικά κλειδωμένα σε λειτουργία με τη βοήθεια της διφθαλμίας της ίνας. Λόγω του οπτικού μη γραμμικού εφέ Kerr, η ποσότητα της μεταβολής στην πόλωση ποικίλλει ανάλογα με την ένταση του φωτός. Ως εκ τούτου, ο πολωτής που υπάρχει στην κοιλότητα λέιζερ απορροφά ή εμποδίζει το φως λέιζερ χαμηλότερης έντασης και επιτρέπει στο φως υψηλής έντασης να περάσει με αμελητέα εξασθένηση. Αυτό υποστηρίζει παλμούς κλειδωμένους σε λειτουργία.

 Κατά καιρούς, καθρέφτες κορεσμού-απορροφητή ημιαγωγού (SESAM) χρησιμοποιούνται επίσης για λέιζερ οπτικών ινών κλειδώματος κατά τρόπο λειτουργίας. Οι καθρέφτες ημιαγωγών κορεσμένου απορροφητή (SESAMs) έχουν μερικές τεχνικές κορεσμού απορροφητή που επιτρέπουν την προσαρμογή των ορίων απορροφητή σύμφωνα με τον τύπο λέιζερ. Τον τελευταίο καιρό, τα κορεσμένα απορροφητικά Graphene ενσωματώνονται σε οπτικές ίνες (ειδικά σε συντονιζόμενα λέιζερ) για κλείδωμα λειτουργίας.

Δομή λειτουργίας λέιζερ
Πηγή εικόνας: Διάγραμμα λειτουργίας κοιλότητας, για το μοντελοποίηση άρθρο. Ζωγραφισμένο από DrBob.
CC BY-SA 3.0 wikipedia

Τι είναι τα λέιζερ από σκοτεινές ίνες soliton;

Τα λέιζερ σκοτεινής διαλυτικής δομής κατασκευάστηκαν από λέιζερ ινών με νάρθηκα erbium κανονικής διασποράς που έχει πολωτικό παρόν στην κοιλότητα λέιζερ. Αυτά τα λέιζερ ανήκουν στο σύστημα κλειδώματος χωρίς λειτουργία. Ακόμα κι αν η εκπομπή φωτεινών παλμών είναι κοινή για αυτά τα λέιζερ, υπό κατάλληλες συνθήκες, τα λέιζερ από σκούρες ίνες soliton είναι ικανά να εκπέμπουν απλούς ή πολλαπλούς σκοτεινούς παλμούς. Η δημιουργία σκοτεινού παλμού από αυτά τα λέιζερ μπορεί να αποδοθεί στη διαμόρφωση σκούρου σολίτον σύμφωνα με αριθμητικές προσομοιώσεις.

Τι είναι τα λέιζερ οπτικών ινών πολλαπλών μήκους κύματος;

Τα λέιζερ ινών πολλαπλών μηκών κύματος είναι τύποι λέιζερ οπτικών ινών που παράγουν ταυτόχρονα πολλαπλά μήκη κύματος φωτός λέιζερ. Το λέιζερ με βάση οπτικές ίνες ZBLAN απέδειξε ταυτόχρονα την εκπομπή μπλε και πράσινου συνεκτικού φωτός. Το τελικό αντλούμενο λέιζερ ZBLAN στηρίχθηκε σε ένα μέσο οπτικής απόδοσης μετατροπής που χρησιμοποίησε λέιζερ ημιαγωγών μεγαλύτερου μήκους κύματος για την άντληση ίνας με φθοριούχο νήμα Pr3 + / Yb3 +. Αυτή η ίνα φθορίου είχε επικαλυμμένα διηλεκτρικά κάτοπτρα που υπάρχουν σε κάθε άκρο της οπτικής ίνας για σχηματισμό κοιλότητας.

Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τη φυσική λέιζερ και διαφορετικούς τύπους λέιζερ επισκεφθείτε https://lambdageeks.com/laser-physics/

Σχετικά με το Sanchari Chakraborty

Είμαι πρόθυμος μαθητευόμενος, επί του παρόντος επενδύω στον τομέα της Εφαρμοσμένης Οπτικής και της Φωτονικής. Είμαι επίσης ενεργό μέλος του SPIE (Διεθνής Εταιρεία Οπτικής και Φωτονικής) και του OSI (Optical Society of India). Τα άρθρα μου έχουν ως στόχο να φέρουν στο φως ποιοτικά επιστημονικά ερευνητικά θέματα με απλό αλλά ενημερωτικό τρόπο. Η επιστήμη εξελίσσεται από αμνημονεύτων χρόνων. Γι 'αυτό, προσπαθώ να αξιοποιήσω την εξέλιξη και να το παρουσιάσω στους αναγνώστες.

Ας συνδεθούμε μέσω https://www.linkedin.com/in/sanchari-chakraborty-7b33b416a/

Αφήστε ένα σχόλιο

Η διεύθυνση email σας δεν θα δημοσιευθεί. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται *

Lambda Geeks