وبلاگ در باره لیزرهای فیبر امکان کنترل دقیق نور را برای فناوری‌های پیشرفته فراهم می‌کنند

تصور کنید که یک پرتو نور را که قادر به برش دقیق از سخت ترین مواد است، به سرعت انتقال داده های عظیم در سرعت نور، یا انجام جراحی های ظریف در مقیاس میکروسکوپی، در دست دارید.این قابلیت ها اکنون به لطف پیشرفت های تکنولوژی لیزر واقعیت دارند، با لیزرهای فیبر و تقویت کننده های فیبر به عنوان نیروهای محوری که این انقلاب نوری را هدایت می کنند، ظهور می کنند.

که قبلاً محدود به داستان های علمی تخیلی بود، تکنولوژی لیزر اکنون تقریباً در هر جنبه ای از زندگی مدرن نفوذ کرده است.ليزرها تبديل به غيرضروري شده انداهمیت آنها ناشی از توانایی های منحصر به فرد است: تمرکز انرژی نور در محدوده های موج بسیار باریک در حالی که هماهنگی بالا را حفظ می کند.حفظ ویژگی های نوری حتی در صدها کیلومتر انتقال.

تکنولوژی لیزر به سرعت در حال توسعه است و اکنون کل طیف الکترومغناطیسی را از طول موج ماوراء بنفش تا متوسط مادون قرمز پوشش می دهد.این طیف طیف گسترده امکان استفاده های متنوع در صنایع مختلف را فراهم می کند.، باعث ایجاد نوآوری های تکنولوژیکی می شود.

لیزرهای فیبر نشان دهنده یک دسته لیزر تخصصی هستند که در آن فناوری اصلی شامل فیبر نوری است که با یون های نادر زمین تزریق شده است. عناصر مانند نئودیمیوم (Nd3 +) ، اربیوم (Er3 +) ، یتربیوم (Yb3 +) ،تولیوم (Tm3+)، بیسموت (Bi3+) ، هولمیوم (Ho3+) ، دیسپروسیوم (Dy3+) و پراسیودیمیوم (Pr3+) به عنوان "سوخته" برای این لیزرها عمل می کنند. این یون ها طول موج نور خاص را جذب می کنند و آنها را به طول موج های دیگر تبدیل می کنند.امکان تقویت نور و تولید لیزراین یون های زمین های نادر که طیف ماوراء بنفش تا نزدیک مادون قرمز را پوشش می دهند، لیزرهای فیبر را با انعطاف پذیری قابل توجهی فراهم می کنند.

درک لیزرهای فیبر نیاز به دانش اجزای اساسی لیزر دارد:

متوسط سود:جزء اصلی لیزر، که می تواند جامد، مایع، گاز یا نیمه هادی باشد. این رسانه سیگنال های نوری را از طریق انتشار تحریک شده تقویت می کند.

منبع انرژی:انرژی را برای تحریک اتم ها یا مولکول ها در محیط افزایش به حالت های انرژی بالاتر فراهم می کند. منابع انرژی ممکن است شامل جریان الکتریکی، لامپ های فلش یا سایر لیزرها باشد.

ريزوناتور نوري:متشکل از دو یا چند آینه که نور را در محیط افزایش محدود می کنند و به فوتون ها اجازه نوسان و تحریک انتشار بیشتر را می دهند. یک آینه جزوی بازتاب دهنده اجازه می دهد تا پرتو لیزر تولید شود.

سیستم های کمکی:از جمله منابع برق، الکترونیک کنترل و مکانیسم های خنک کننده ضروری برای عملکرد پایدار.

لیزرهای فیبر خود را از طریق رسانه های افزایش فیبر با مواد نادر زمین متمایز می کنند. ساختار باریک فیبر امکان گسترش طولانی نور را برای تقویت کارآمد فراهم می کند.در حالی که تبعید حرارتی عالی ثبات و طول عمر را افزایش می دهد.

رزوناتورهای لیزری فیبر از پیکربندی های مختلفی استفاده می کنند، از جمله رزوناتورهای مسطح، متمرکز، کانفوکال و حلقه ای.معمولاً با سه آینه که مثلث را تشکیل می دهند (با دو طرف با طول برابر) اجرا می شودنور پمپ به طور معمول از طریق یک آینه منحنی (M3) وارد می شود و با کریستال های لیزری که با زمین های نادر استفاده می شوند (به عنوان مثال ، 3mm Nd:YAG با 1٪ نودیمیوم دوپینگ) داخل حفرهجداکننده های نوری عملکرد یک طرفه را تضمین می کنند.

لیزرهای فیبر تک فرکانس نور را دقیقاً در یک فرکانس تولید می کنند، بدون آلودگی های طیف. با عرض خط بسیار باریک (معمولاً صدها هرتز تا چندین مگاهرتز) ،اين ليزرها براي اندازه گيري دقيق بي ارزش هستند، حسابرسی نوری و ارتباطات کوانتومی

دو معماری اصلی بر طرح های تک فرکانس تسلط دارند:

لیزرهای بازتاب دهنده توزیع شده براگ (DBR):استفاده از دو شبکه فیبر براگ (FBGs) یک باند باریک (NB-FBG) برای انتخاب فرکانس و یک باند گسترده (BB-FBG) برای بازخورد نوری.طیف بازتاب NB-FBG باید به طور کامل با BB-FBG برای عملکرد ثابت تک فرکانس همپوشانی کند.این لیزرهای فشرده معمولا قدرت خروجی در محدوده صدها میلی وات را ارائه می دهند.

لیزرهای بازخورد توزیع شده (DFB):ادغام FBG ها به طور مستقیم به فیبر فعال با انتخاب فرکانس تغییر فاز. فیبر فعال طولانی تر باعث می شود قدرت خروجی بالاتر در حالی که عملکرد تک فرکانس را حفظ می کند،همچنین به طور معمول در محدوده صدها میلی وات.

هنگامی که خروجی لیزر کافی نیست، تقویت کننده های فیبر باعث افزایش قدرت ضروری می شوند.این تقویت کننده ها معمولاً از پیکربندی Master Oscillator Power Amplifier (MOPA) استفاده میکنند.

از طریق پمپاژ نوری، انتقال انرژی به محیط فعال، تقویت نور سیگنال.تقویت نیاز به معکوس شدن جمعیت دارد که در آن انتشار تحریک شده از جذب بیشتر است که هنگامی که طول موج پمپ با باند های جذب محیط هماهنگ می شود به دست می آید.تقویت سیگنال حاصل از یک ضریب افزایش خطی است.