Kärnstrukturen i enenkelmodsfiberlaser
Den enastående prestandan hos single-modefiberlaserhärrör från deras exakta interna strukturdesign. Det effektiva samarbetet mellan alla komponenter är grunden för att uppnå stabil och högkvalitativ laserutgång.
Till exempel används en 976 nm laser med relativt hög elektrooptisk omvandlingseffektivitet för att ladda den dopade fibern, och sedan används ett 1064 nm fröljus med god strålkvalitet för att styra den laddade dopade fibern för att frigöra en 1064 nm laser med högre energi. Ju högre den erforderliga 1064 nm laserenergin är, desto mer effekt och kvantitet krävs från pumpkällan.
Detaljerad förklaring av nyckelkomponenter
Pumpkällan är energikällan förlaser, vanligtvis enhalvledarlaserdiod, vars emissionsvåglängd matchar absorptionstoppen för förstärkningsmediet (till exempel motsvarar en ytterbiumdopad fiber en våglängd på 915 nm eller 976 nm). Single-mode laser kräver att pumpljuskällan också har hög spatial koherens. Därför används ofta single-mode fiberkopplade laserdioder för att säkerställa att pumpljuset effektivt kan injiceras i den fina single-mode fiberkärnan.
2. Förstärkningsfibrer är kärnmediet för lasergenerering och är vanligtvis kvartsglasfibrer dopade med sällsynta jordartsmetaller. Vanliga dopade joner inkluderar ytterbium (Yb³⁺), erbium (Er³⁺), tulium (Tm³⁺) etc., vilka motsvarar olika utgångsvåglängdsband (såsom 1064 nm, 1550 nm, 2 μm, etc.). Förstärkningsfiberns längd måste vara exakt utformad för att säkerställa full absorption av pumpljuset samtidigt som högeffektiv opto-optisk omvandling bibehålls.
3. Den vanligaste implementeringsformen av en resonant kavitet är fiber-Bragg-gitterparet. Ett gitter bildas genom att exponera optiska fibrer för ultravioletta laserinterferensfransar, vilket orsakar en permanent periodisk förändring av brytningsindexet för deras kärnområden. Genom att kontrollera gittrets period och längd kan den centrala våglängden och bandbredden för dess reflektion kontrolleras exakt. Denna helt fiberiserade resonanta kavitetsstruktur kräver inte diskreta komponenter såsom optiska linser, vilket avsevärt förbättrar systemets stabilitet och anti-interferensförmåga.
4. Strålkollimeringssystemet är vanligtvis placerat bakom utgångsgallret. Dess funktion är att omvandla den divergerande lasern som avges från den optiska fibern till kollimerat parallellt ljus eller att ytterligare fokusera det på arbetsytan. Detta system inkluderar vanligtvis självfokuserande linser eller mikrominiatyrlinsgrupper och använder en exakt mekanisk struktur för att säkerställa noggrannhet i justeringen. Högkvalitativ optisk design kan effektivt minska aberrationer och säkerställa att utgångsstrålen bibehåller en utmärkt Gaussisk fördelning.
Publiceringstid: 25 november 2025