негізгі принципібір режимді талшықты лазерлер
Лазердің генерациялануы үш негізгі шартты орындауды талап етеді: популяцияның инверсиясы, сәйкес резонанстық қуыс және оған жетулазертабалдырық (резонанстық қуыста жарықтың күшеюі жоғалтудан үлкен болуы керек). Бір режимді талшықты лазерлердің жұмыс механизмі дәл осы негізгі физикалық принциптерге негізделген және талшықты толқын өткізгіштердің арнайы құрылымы арқылы өнімділікті оңтайландыруға қол жеткізеді.
Ынталандырылған сәулелену және популяциялық инверсия лазерлердің пайда болуының физикалық негізі болып табылады. Сорғы көзі шығаратын жарық энергиясы (әдетте жартылай өткізгішті лазерлік диод) сирек жер иондарымен (мысалы, итербий Yb³⁺, эрбиум Er³⁺) легирленген күшейту талшығына айдалған кезде, сирек жер иондары энергияны сіңіріп, негізгі күйден қозған күйге өтеді. Қозған күйдегі иондар саны негізгі күйдегіден артық болғанда, популяциялық инверсиялық күй қалыптасады. Осы кезде түскен фотон қозған күй ионының ынталандырылған сәулеленуін қоздырады, түскен фотон сияқты жиіліктегі, фазадағы және бағыттағы жаңа фотондарды генерациялайды, осылайша оптикалық күшейтуге қол жеткізеді.
Бір режимнің негізгі ерекшелігіталшықты лазерлеролардың өте жұқа өзек диаметрінде (әдетте 8-14 мкм) жатыр. Толқындық оптика теориясына сәйкес, мұндай жұқа ядро тек бір электромагниттік өріс режимін (яғни, негізгі режим LP₀₁ немесе HE₁₁ режимі) тұрақты түрде, яғни жалғыз режимді беруге мүмкіндік береді. Бұл мультимодалы талшықтардағы интермодальдық дисперсия мәселесін, яғни әртүрлі жылдамдықта әртүрлі режимдердің таралуынан туындаған импульстің кеңею құбылысын жояды. Өткізу сипаттамалары тұрғысынан, бір режимді оптикалық талшықтардағы осьтік бағыт бойынша таралатын жарықтың жол айырмашылығы өте аз, бұл шығыс сәулені тамаша кеңістіктік когеренттілікке және гаусс энергиясының таралуына әкеледі және сәуле сапасының коэффициенті M² 1-ге жақындауы мүмкін (мінсіз Гаусс сәулесі үшін M²=1).
Талшықты лазерлер үшінші буынның көрнекті өкілдері болып табыладылазерлік технология, олар күшейту ортасы ретінде сирек жер элементтері қосылған шыны талшықтарды пайдаланады. Соңғы онжылдықта бір режимді талшықты лазерлер бірегей өнімділік артықшылықтарының арқасында жаһандық лазер нарығында барған сайын маңызды үлеске ие болды. Көпмодельді талшықты лазерлермен немесе дәстүрлі қатты күйдегі лазермен салыстырғанда, бір режимді талшықты лазерлер сәуле сапасы 1-ге жақын идеалды Гаусс сәулесін жасай алады, бұл сәуленің теориялық минималды алшақтық бұрышына және минималды фокусталған нүктеге дерлік жете алатынын білдіреді. Бұл мүмкіндік оны жоғары дәлдік пен төмен термиялық әсерді қажет ететін өңдеу және өлшеу салаларында таптырмас етеді.
Жіберу уақыты: 19 қараша 2025 ж