1. Principi dei laser a fibra --Introduzione

  Il laser a fibra è un dispositivo che utilizza la fibra di vetro drogata con terre rare come mezzo di guadagno per generare l'uscita laser. I laser in fibra possono essere sviluppati sulla base di amplificatori in fibra. Poiché i nuclei in fibra nei laser in fibra sono molto sottili, sotto l'azione della luce della pompa, la densità di potenza interna della fibra è elevata, provocando il fenomeno dell'"inversione di popolazione" nel livello di energia del laser. Su questa base, viene formata una cavità risonante attraverso un anello di feedback positivo per formare un'oscillazione laser all'uscita. I marchi di laser in fibra più famosi sono IPG, Raycus ecc.

      I laser a fibra possono avere regioni attive lunghe diversi chilometri e quindi possono fornire un guadagno ottico molto elevato. Possono supportare livelli di kilowatt di potenza di uscita continua grazie all'elevato rapporto tra area superficiale e volume della fibra, che consente un raffreddamento efficiente.

2. Principio del laser a fibra: struttura

   La struttura del laser a fibra è simile al tradizionale laser a stato solido e laser a gas. È composto principalmente da tre parti: sorgente della pompa, mezzo di guadagno e cavità risonante, come mostrato nella figura seguente. Tra questi, la sorgente della pompa è generalmente un laser a semiconduttore ad alta potenza, il mezzo di guadagno è una fibra di vetro drogata con elementi di terre rare e la cavità risonante è composta da un accoppiatore o da un reticolo di fibre.

3. Il principio del laser a fibra

    Nella figura sopra, la luce della pompa emessa dalla sorgente della pompa è accoppiata al mezzo di guadagno attraverso uno specchio. Poiché il mezzo di guadagno è una fibra drogata con terre rare, la luce della pompa viene assorbita e lo ione di terre rare che assorbe l'energia del fotone genera livelli di energia Transizione e raggiungimento dell'inversione della popolazione, le particelle invertite passano attraverso la cavità risonante, transizione da lo stato eccitato allo stato fondamentale, rilascia energia e forma un'uscita laser stabile.

     I laser a fibra hanno molte caratteristiche come lunga durata, dimensioni ridotte, prezzo basso e produzione flessibile. Al momento, sono stati ampiamente utilizzati in molti campi come la comunicazione in fibra laser , le apparecchiature mediche, la produzione automobilistica, la difesa e la sicurezza militare.

4. Il principio del laser a fibra: caratteristiche

      Caratteristica 1: A causa del piccolo diametro del nucleo della fibra, si forma facilmente un'elevata densità di potenza nel nucleo. Pertanto, il laser a fibra ha una maggiore efficienza di conversione, soglia inferiore, guadagno più elevato, larghezza della linea più stretta e conveniente Realizzare in modo efficiente la connessione con l'attuale sistema di comunicazione in fibra ottica.

  Caratteristica 2: poiché la fibra ha una buona flessibilità, il laser in fibra ha le caratteristiche di una struttura piccola e flessibile, compatta, prestazioni ad alto costo e una più facile integrazione del sistema.

  Caratteristica 3: rispetto ai tradizionali laser a stato solido e laser a gas, i laser a fibra hanno una maggiore efficienza di conversione energetica, una struttura più compatta, un'elevata affidabilità e sono adatti per la produzione di massa.

     Caratteristica 4: Rispetto ai laser a semiconduttore, i laser a fibra hanno una migliore monocromaticità, possono produrre meno chirp e distorsione durante la modulazione e hanno una minore perdita di accoppiamento con la fibra.