Prinsip dasar darilaser serat mode tunggal
Pembangkitan laser memerlukan pemenuhan tiga kondisi dasar: inversi populasi, rongga resonansi yang sesuai, dan tercapainyalaserambang batas (perolehan cahaya dalam rongga resonansi harus lebih besar daripada kerugian). Mekanisme kerja laser serat mode tunggal didasarkan tepat pada prinsip-prinsip fisika fundamental ini dan mencapai optimasi kinerja melalui struktur khusus pandu gelombang serat.
Radiasi terstimulasi dan inversi populasi adalah dasar fisik untuk pembangkitan laser. Ketika energi cahaya yang dipancarkan oleh sumber pompa (biasanya dioda laser semikonduktor) disuntikkan ke dalam serat penguat yang didoping dengan ion tanah jarang (seperti Ytterbium Yb³⁺, erbium Er³⁺), ion tanah jarang menyerap energi dan bertransisi dari keadaan dasar ke keadaan tereksitasi. Ketika jumlah ion dalam keadaan tereksitasi melebihi jumlah ion dalam keadaan dasar, terbentuk keadaan inversi populasi. Pada titik ini, foton insiden akan memicu radiasi terstimulasi dari ion dalam keadaan tereksitasi, menghasilkan foton baru dengan frekuensi, fase, dan arah yang sama dengan foton insiden, sehingga mencapai amplifikasi optik.
Fitur inti dari mode tunggallaser seratKeunggulan serat optik single-mode terletak pada diameter intinya yang sangat halus (biasanya 8-14μm). Menurut teori optik gelombang, inti yang sangat halus tersebut hanya memungkinkan satu mode medan elektromagnetik (yaitu, mode fundamental LP₀₁ atau mode HE₁₁) untuk ditransmisikan secara stabil, yaitu mode tunggal. Hal ini menghilangkan masalah dispersi intermodal yang ada pada serat multimode, yaitu fenomena pelebaran pulsa yang disebabkan oleh perambatan mode yang berbeda pada kecepatan yang berbeda. Dari perspektif karakteristik transmisi, perbedaan jalur cahaya yang merambat sepanjang arah aksial dalam serat optik single-mode sangat kecil, yang membuat berkas keluaran memiliki koherensi spasial yang sempurna dan distribusi energi Gaussian, dan faktor kualitas berkas M² dapat mendekati 1 (M²=1 untuk berkas Gaussian ideal).
Laser serat optik merupakan perwakilan unggul dari generasi ketiga.teknologi laseryang menggunakan serat kaca yang didoping unsur tanah jarang sebagai medium penguatan. Selama dekade terakhir, laser serat mode tunggal telah menduduki pangsa yang semakin penting di pasar laser global, berkat keunggulan kinerja uniknya. Dibandingkan dengan laser serat multimode atau laser solid-state tradisional, laser serat mode tunggal dapat menghasilkan berkas Gaussian ideal dengan kualitas berkas mendekati 1, yang berarti bahwa berkas tersebut hampir dapat mencapai sudut divergensi minimum teoritis dan titik fokus minimum. Fitur ini membuatnya tak tergantikan di bidang pemrosesan dan pengukuran yang membutuhkan presisi tinggi dan dampak termal rendah.
Waktu posting: 19 November 2025