Temel prensibitek modlu fiber lazerler
Lazer üretimi üç temel koşulun karşılanmasını gerektirir: popülasyonun ters çevrilmesi, uygun bir rezonans boşluğu velazerEşik (rezonans boşluğundaki ışık kazancı, kayıptan büyük olmalıdır). Tek modlu fiber lazerlerin çalışma mekanizması, bu temel fiziksel prensiplere dayanır ve fiber dalga kılavuzlarının özel yapısı sayesinde performans optimizasyonu sağlar.
Uyarılmış radyasyon ve popülasyon inversiyonu, lazerlerin üretiminin fiziksel temelini oluşturur. Pompa kaynağı (genellikle bir yarı iletken lazer diyotu) tarafından yayılan ışık enerjisi, nadir toprak iyonlarıyla (Ytterbiyum Yb³⁺, erbiyum Er³⁺ gibi) katkılanmış kazanç fiberine enjekte edildiğinde, nadir toprak iyonları enerji emer ve temel durumdan uyarılmış duruma geçer. Uyarılmış durumdaki iyon sayısı temel durumdaki iyon sayısını aştığında, bir popülasyon inversiyonu durumu oluşur. Bu noktada, gelen foton, uyarılmış durum iyonunun uyarılmış radyasyonunu tetikleyerek, gelen fotonla aynı frekans, faz ve yönde yeni fotonlar üreterek optik amplifikasyon sağlar.
Tek modlu sistemin temel özelliğifiber lazerlerson derece ince çekirdek çaplarında (tipik olarak 8-14 μm) yatar. Dalga optiği teorisine göre, böylesine ince bir çekirdek yalnızca bir elektromanyetik alan modunun (yani temel mod LP₀₁ veya HE₁₁ modu) kararlı bir şekilde iletilmesine izin verebilir, yani tek mod. Bu, çok modlu fiberlerde bulunan intermodal dispersiyon sorununu, yani farklı modların farklı hızlarda yayılmasından kaynaklanan darbe genişlemesi olgusunu ortadan kaldırır. İletim özellikleri açısından, tek modlu optik fiberlerde eksenel yönde yayılan ışığın yol farkı son derece küçüktür, bu da çıkış ışınının mükemmel uzaysal tutarlılığa ve Gauss enerji dağılımına sahip olmasını sağlar ve ışın kalite faktörü M² 1'e yaklaşabilir (ideal bir Gauss ışını için M²=1).
Fiber lazerler, üçüncü neslin olağanüstü temsilcileridirlazer teknolojisiKazanç ortamı olarak nadir toprak elementleriyle katkılanmış cam fiberler kullanan . Son on yılda, tek modlu fiber lazerler, benzersiz performans avantajları sayesinde küresel lazer pazarında giderek daha önemli bir paya sahip olmuştur. Çok modlu fiber lazerler veya geleneksel katı hal lazerleriyle karşılaştırıldığında, tek modlu fiber lazerler, ışın kalitesi 1'e yakın ideal bir Gauss ışını üretebilir; bu da ışının teorik minimum sapma açısına ve minimum odaklanma noktasına neredeyse ulaşabileceği anlamına gelir. Bu özellik, yüksek hassasiyet ve düşük termal etki gerektiren işleme ve ölçüm alanlarında onu vazgeçilmez kılar.
Gönderim zamanı: 19-11-2025