Struktur inti dari laser serat mode tunggal

Struktur inti dari sebuahlaser serat mode tunggal

Performa luar biasa dari mode tunggallaser seratHal ini berakar pada desain struktur internalnya yang presisi. Operasi kolaboratif yang efisien di antara semua komponen merupakan dasar untuk mencapai keluaran laser yang stabil dan berkualitas tinggi.

Sebagai contoh, laser 976nm dengan efisiensi konversi elektro-optik yang relatif tinggi digunakan untuk mengisi serat optik yang telah didoping, dan kemudian cahaya sumber 1064nm dengan kualitas berkas yang baik digunakan untuk memandu serat optik yang telah didoping dan bermuatan tersebut untuk menghasilkan laser 1064nm dengan energi yang lebih tinggi. Semakin tinggi energi laser 1064nm yang dibutuhkan, semakin besar daya dan jumlah sumber pompa yang diperlukan.

Penjelasan rinci tentang komponen-komponen utama

Sumber pompa adalah sumber energi darilaser, biasanya sebuahlaser semikonduktorDioda, yang panjang gelombang emisinya sesuai dengan puncak penyerapan medium penguatan (misalnya, serat yang didoping iterbium sesuai dengan panjang gelombang 915nm atau 976nm). Laser mode tunggal membutuhkan sumber cahaya pompa yang juga memiliki koherensi spasial yang tinggi. Oleh karena itu, dioda laser yang digabungkan dengan serat mode tunggal sering digunakan untuk memastikan bahwa cahaya pompa dapat disuntikkan secara efisien ke dalam inti serat mode tunggal yang halus.

2. Serat penguat adalah medium inti untuk pembangkitan laser dan biasanya berupa serat kaca kuarsa yang didoping dengan unsur tanah jarang. Ion doping yang umum meliputi iterbium (Yb³⁺), erbium (Er³⁺), thulium (Tm³⁺), dll., yang sesuai dengan pita panjang gelombang keluaran yang berbeda (seperti 1064nm, 1550nm, 2μm, dll.). Panjang serat penguat perlu dirancang secara tepat untuk memastikan penyerapan penuh cahaya pompa sambil mempertahankan konversi opto-optik yang efisien.

3. Bentuk implementasi rongga resonansi yang paling umum adalah pasangan kisi Bragg serat optik. Kisi dibentuk dengan memaparkan serat optik ke interferensi laser ultraviolet, yang menyebabkan perubahan periodik permanen pada indeks bias wilayah intinya. Dengan mengontrol periode dan panjang kisi, panjang gelombang pusat dan lebar pita refleksinya dapat dikontrol secara tepat. Struktur rongga resonansi yang sepenuhnya berbasis serat optik ini tidak memerlukan komponen diskrit seperti lensa optik, sehingga secara signifikan meningkatkan stabilitas dan kemampuan anti-interferensi sistem.

4. Sistem keluaran kolimasi berkas biasanya terletak di belakang kisi ujung keluaran. Fungsinya adalah untuk mengubah laser divergen yang dipancarkan dari serat optik menjadi cahaya paralel terkolimasi atau memfokuskannya lebih lanjut ke permukaan kerja. Sistem ini biasanya mencakup lensa fokus otomatis atau kelompok lensa mikro-miniatur dan mengadopsi struktur mekanis yang presisi untuk memastikan akurasi penyelarasan. Desain optik berkualitas tinggi dapat secara efektif mengurangi aberasi dan memastikan bahwa berkas keluaran mempertahankan distribusi Gaussian yang sangat baik.