Jul 11, 2024 Zanechat vzkaz

Co je vláknový laser

Definice: Laser, který používá jako médium zesílení dopované optické vlákno, nebo laser, ve kterém je většina rezonanční dutiny laseru složena z optického vlákna.


Vláknové lasery obvykle odkazují na lasery, které používají optická vlákna jako médium zisku, ačkoli některé lasery, které používají média pro polovodičové zesílení (polovodičové optické zesilovače) a vláknové rezonanční dutiny, lze také nazývat vláknové lasery (nebo polovodičové optické lasery). Některé další typy laserů (např. vláknové polovodičové diody) a vláknové zesilovače se také nazývají vláknové lasery (nebo vláknové laserové systémy).

 

Médium zisku je ve většině případů vlákno dopované ionty vzácných zemin, jako je erbium (Er3+), ytterbium (Yb3+), thorium (Tm3+) nebo praseodym (Pr3+), a musí být čerpán jednou nebo více laserovými diodami s vláknovou vazbou. Ačkoli je médium zisku vláknových laserů podobné jako u pevnolátkových hromadných laserů, vlnovodové efekty a malé oblasti efektivního režimu vedou k laserům s odlišnými vlastnostmi. Typicky mají například vysoký zisk laseru a ztráty rezonanční dutiny. Viz pojmy vláknový laser a tělesný laser.

p1

Vláknová laserová rezonanční dutina

Aby bylo možné získat laserovou rezonanční dutinu pomocí optických vláken, mohou být použity některé reflektory k vytvoření lineární rezonanční dutiny nebo může být vyroben vláknový prstencový laser. V lineární optické laserové rezonanční dutině lze použít různé typy reflektorů:

p2

1. V laboratorním uspořádání lze použít běžný dichroický reflektor na vertikálně řezaném portu vlákna, jak je znázorněno na obrázku 1. Toto řešení však nelze použít pro hromadnou výrobu a není odolné.


2. Fresnelův odraz na koncové ploše holého vlákna je dostatečný, aby fungoval jako výstupní vazební člen pro vláknový laser. Příklad je uveden na obr. 2.


3. Je také možné nanést dielektrický povlak přímo na port vlákna, obvykle odpařováním. Takové povlaky poskytují velkou odrazivost v širokém rozsahu.


4. Pro komerční produkty se obvykle používají vláknité Braggovy mřížky, které lze připravit přímo z dopovaných vláken nebo tavením nedopovaných vláken na vlákna aktivní. Obrázek 3 ukazuje Distributed Bragg Reflection laser (DBR laser), který obsahuje dvě vláknové mřížky, a laser s distribuovanou zpětnou vazbou existuje tam, kde je v dopovaném vláknu mřížka s fázovým posunem mezi nimi.

p3

5. Pokud je světlo vycházející z vlákna kolimováno pomocí čočky a odraženo zpět přes dichroický reflektor, lze dosáhnout lepší manipulace s výkonem (např. obrázek 4). Světlo získané reflektorem bude mít značně sníženou intenzitu v důsledku větší plochy paprsku. Nicméně mírné vychýlení může způsobit značné ztráty odrazem a další Fresnelovy odrazy na konci vlákna mohou vytvořit efekt filtrování. Ten lze potlačit použitím nakloněných portů pro vlákna, ale to přináší ztráty závislé na vlnové délce.

p4

6. Lze také vytvořit reflektor optické smyčky (obrázek 5), využívající vláknovou spojku a pasivní vlákno.

p5

Většina optických laserů je čerpána jedním nebo více polovodičovými lasery s vlákny. Světlo čerpadla je připojeno přímo do jádra nebo při vysokém výkonu do pláště čerpadla (viz vlákna dvojitého pláště), jak je podrobněji popsáno níže.
Existuje mnoho typů vláknových laserů, z nichž několik je popsáno níže.

Odeslat dotaz

whatsapp

Telefon

E-mail

Dotaz