Kjernestrukturen til enenkeltmodus fiberlaser
Den enestående ytelsen til single-modefiberlaserstammer fra deres presise interne strukturdesign. Det effektive samarbeidet mellom alle komponentene er grunnlaget for å oppnå stabil og høykvalitets laserutgang.
For eksempel brukes en 976 nm laser med relativt høy elektrooptisk konverteringseffektivitet til å lade den dopede fiberen, og deretter brukes et 1064 nm sålys med god strålekvalitet til å lede den ladede dopede fiberen for å frigjøre en 1064 nm laser med høyere energi. Jo høyere den nødvendige 1064 nm laserenergien er, desto mer kraft og mengde fra pumpekilden kreves.
Detaljert forklaring av nøkkelkomponenter
Pumpekilden er energikilden tillaser, vanligvis enhalvlederlaserdiode, hvis emisjonsbølgelengde samsvarer med absorpsjonstoppen til forsterkningsmediet (for eksempel tilsvarer en ytterbiumdopet fiber en bølgelengde på 915 nm eller 976 nm). Enkeltmoduslasere krever at pumpelyskilden også har høy romlig koherens. Derfor brukes ofte enkeltmodus fiberkoblede laserdioder for å sikre at pumpelyset effektivt kan injiseres inn i den fine enkeltmodusfiberkjernen.
2. Forsterkningsfibre er kjernemediet for lasergenerering og er vanligvis kvartsglassfibre dopet med sjeldne jordartsmetaller. Vanlige dopede ioner inkluderer ytterbium (Yb³⁺), erbium (Er³⁺), tulium (Tm³⁺) osv., som korresponderer med forskjellige utgangsbølgelengdebånd (som 1064 nm, 1550 nm, 2 μm osv.). Lengden på forsterkningsfiberen må være nøyaktig utformet for å sikre full absorpsjon av pumpelyset samtidig som høyeffektiv opto-optisk konvertering opprettholdes.
3. Den vanligste implementeringsformen for et resonant hulrom er fiber-Bragg-gitterparet. Et gitter dannes ved å eksponere optiske fibre for ultrafiolette laserinterferensfrynser, noe som forårsaker en permanent periodisk endring i brytningsindeksen til kjerneområdene deres. Ved å kontrollere perioden og lengden på gitteret kan den sentrale bølgelengden og båndbredden til refleksjonen kontrolleres nøyaktig. Denne fullstendig fiberiserte resonant hulromstrukturen krever ikke separate komponenter som optiske linser, noe som forbedrer systemets stabilitet og anti-interferensevne betydelig.
4. Strålekollimeringssystemet er vanligvis plassert bak utgangsendegitteret. Funksjonen er å konvertere den divergerende laseren som sendes ut fra den optiske fiberen til kollimert parallelt lys eller fokusere det ytterligere på arbeidsflaten. Dette systemet inkluderer vanligvis selvfokuserende linser eller mikrominiatyrlinsegrupper og bruker en presis mekanisk struktur for å sikre nøyaktig justering. Optisk design av høy kvalitet kan effektivt redusere avvik og sikre at utgangsstrålen opprettholder en utmerket Gaussisk fordeling.
Publisert: 25. november 2025