Принцип и перспектива развития лазера волокна

Волоконный лазерТехнология показывает широкие перспективы применения и большие технические преимущества в высокоскоростной и большой емкости волоконно-оптической системы связи с мультиплексированием с разделением по длине волны, высокоточной волоконно-чувствительной технологии и высокомощном лазере. Исследование технологии стекловолокна было обращено больше и больше внимание всеми странами в мире, и своя область применения быстро расширяла от самой зрелой коммуникационной сети стекловолокна к другим более широким областям применения лазера.

Классификация волоконно-оптических лазеров

Типы оптических волокон, волоконные лазеры можно разделить на: кристаллические волоконные лазеры. Рабочий материал-лазерное кристаллическое волокно, в основном рубиновый монокристаллический волоконный лазер и монокристаллический волоконный лазер Nd3 +:YAG. Нелинейный волоконно-оптический лазер. В основном существуют волоконные лазеры стимулированного комбинационно-рамановского рассеяния и стимулированные волоконные лазеры Бриллуэна. Редкоземельный легированный волоконный лазер. Материал матрицы волокна стекло, и лазер волокна сделан путем допинг ионов редкоземельных элементов в волокно для того чтобы активировать его. Лазер пластикового волокна. Волоконный лазер производится путем легирования лазерного красителя в сердцевину или облицовки пластикового оптического волокна.

Принцип работы волоконно-оптического лазера

Структура волоконного лазера такая же, как у традиционных твердых и газовых лазеров. Оптическое волокно в основном состоит из трех основных элементов: источник насоса, усилительная среда и резонансная полость. Как правило, высокая мощностьПолупроводниковый лазер(LD) используется в качестве источника насоса, а среда усиления-это легированное редкоземельным волокном или обычным нелинейным волокном. Резонансная полость может состоять из элементов оптической обратной связи, таких как волоконная решетка, или различных кольцевых резонансных полостей. Свет насоса соединен с волокном усиления через соответствующую оптическую систему. После поглощения света насоса усиленное волокно образует инверсию числа частиц или нелинейное усиление, и свет спонтанного излучения, генерируемый спонтанным излучением, подвергается стимулированной амплификации и выбору режима резонансной полости, и, наконец, формируется стабильный выход лазера.

Преимущества волоконного лазера

Как представитель лазерной технологии третьего поколения, оптическое волокно имеет следующие преимущества: во-первых, преимущества миниатюризации и интенсификации, вызванные низкой стоимостью производства, Зрелая технология и гибкость стекловолокна; Во-вторых, стекловолокно не нуждается в строгом совпадении фаз падающего света насоса, такого как кристалл, что обусловленоК широкой полосе поглощения, вызванной неравномерным уширением, вызванным расщеплением стеклянной подложки Старком. В-третьих, стеклянный материал имеет чрезвычайно низкое соотношение объема и площади, быстрое рассеивание тепла и низкие потери, поэтому эффективность преобразования высока, а лазерный порог низкий. В-четвертых, существует много выходных лазерных длин волн: это связано с тем, что энергетические уровни редкоземельных ионов очень богаты, и существует много видов редкоземельных ионов; В-пятых, настраиваемость: из-за широкого энергетического уровня редкоземельных ионов и широкого спектра флуоресценции стекловолокна. Шестое, потому что никакая оптически линза в резонирующей полости лазера волокна, она имеет преимущества свободной от регулировк, не требовавшей ухода и высокой стабильности, которая бесподобна традиционными лазерами. В-седьмых, оптическое волокно экспортируется, так что лазер может легко быть компетентным для различных многомерных и произвольных приложений обработки пространства, и дизайн механической системы становится очень простым. В-восьмых, будьте компетентны в суровых рабочих условиях и обладают высокой устойчивостью к пыли, ударам, ударам, влажности и температуре. В-девятых, нет необходимости в термоэлектрическом охлаждении и водяном охлаждении, просто простое воздушное охлаждение. Десятый, высокая електро-оптическая эффективность: всесторонняя електро-оптическая эффективность как высока как больше чем 20%, которое значительно сохраняет расход энергии и эксплуатационную стоимость. Одиннадцатый, мощный, в настоящее время коммерциализированный волоконный лазер составляет шесть киловатт.

Перспектива развития волоконного лазера

Тенденция развития волоконных лазеров в будущем будет отражена в следующемАспекты: Во-первых, улучшение характеристик волоконных лазеров: например, повышение выходной мощности и эффективности преобразования, оптимизация качества луча, сокращение длины усиленного волокна, повышение стабильности системы и ее более компактность, Вышеуказанные цели будут в центре внимания будущих исследований в области волоконных лазеров; Во-вторых, разработка нового типа волоконного лазера: во временной области волоконный лазер с блокировкой сверхкороткого импульсного режима с меньшим циклом работы всегда был исследовательской точкой в области лазера. Мощный фемтосекундный импульсный волоконный лазер всегда был долгосрочной целью. Прорыв в этом поле не может только обеспечить идеальный источник света для мультиплексирования (OTDM) разделения времени оптической связи, но также эффектно повысить развитие обработки лазера, маркировки лазера и шифрования лазера и других родственных индустрий. В частотной области перестраиваемый волоконный лазер с широкополосным выходом станет исследовательской точкой доступа. Можно предсказать, что с совершенствованием смежных технологий волоконные лазеры будут развиваться в более широкой области и могут стать новым поколением источников света для замены твердотельных лазеров и полупроводниковых лазеров, образуя новую отрасль.