L'estructura bàsica d'unlàser de fibra monomodal
El rendiment excepcional del monomodelàser de fibraprové del seu precís disseny d'estructura interna. El funcionament col·laboratiu eficient entre tots els components és la base per aconseguir una sortida làser estable i d'alta qualitat.
Per exemple, s'utilitza un làser de 976 nm amb una eficiència de conversió electroòptica relativament alta per carregar la fibra dopada i, a continuació, s'utilitza una llum de sembra de 1064 nm amb bona qualitat de feix per guiar la fibra dopada carregada per alliberar un làser de 1064 nm amb una energia més alta. Com més alta sigui l'energia làser de 1064 nm requerida, més potència i quantitat de la font de bombament es requerirà.
Explicació detallada dels components clau
La font de bombament és la font d'energia dellàser, normalment unlàser semiconductordíode, la longitud d'ona d'emissió del qual coincideix amb el pic d'absorció del medi de guany (per exemple, una fibra dopada amb itterbi correspon a una longitud d'ona de 915 nm o 976 nm). El làser monomodal requereix que la font de llum de bombament també tingui una alta coherència espacial. Per tant, els díodes làser acoblats a fibra monomodal sovint s'utilitzen per garantir que la llum de bombament es pugui injectar de manera eficient al nucli fi de la fibra monomodal.
2. Les fibres de guany són el medi principal per a la generació de làser i solen ser fibres de vidre de quars dopades amb elements de terres rares. Els ions dopats comuns inclouen itterbi (Yb³⁺), erbi (Er³⁺), tuli (Tm³⁺), etc., que corresponen a diferents bandes de longitud d'ona de sortida (com ara 1064 nm, 1550 nm, 2 μm, etc.). La longitud de la fibra de guany ha de ser dissenyada amb precisió per garantir l'absorció completa de la llum de bombament alhora que es manté una conversió optoòptica d'alta eficiència.
3. La forma d'implementació més comuna d'una cavitat ressonant és el parell de xarxes de Bragg de fibra. Una xarxa es forma exposant les fibres òptiques a franges d'interferència làser ultraviolada, provocant un canvi periòdic permanent en l'índex de refracció de les seves regions centrals. Controlant el període i la longitud de la xarxa, es pot controlar amb precisió la longitud d'ona central i l'amplada de banda de la seva reflexió. Aquesta estructura de cavitat ressonant completament fibrada no requereix components discrets com ara lents òptiques, cosa que millora significativament l'estabilitat i la capacitat antiinterferències del sistema.
4. El sistema de sortida de colimació del feix normalment es troba darrere de la reixa de sortida. La seva funció és convertir el làser divergent emès per la fibra òptica en llum paral·lela colimada o enfocar-la encara més a la superfície de treball. Aquest sistema normalment inclou lents autoenfocants o grups de lents microminiatura i adopta una estructura mecànica precisa per garantir la precisió de l'alineació. El disseny òptic d'alta qualitat pot reduir eficaçment les aberracions i garantir que el feix de sortida mantingui una excel·lent distribució gaussiana.
Data de publicació: 25 de novembre de 2025