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Láser de fibraLa tecnología muestra amplias perspectivas de aplicación y grandes ventajas técnicas en el sistema de comunicación de fibra de multiplexación por división de longitud de onda de alta velocidad y gran capacidad, tecnología de detección de fibra de alta precisión y láser de alta potencia. La investigación de la tecnología de fibra óptica se ha prestado cada vez más atención por todos los países del mundo, Y su campo de aplicación se ha expandido rápidamente de la red de comunicación de fibra óptica más madura a otros campos de aplicación láser más amplios.
Tipos de fibras ópticas, láseres de fibra se pueden dividir en: láseres de fibra de cristal. El material de trabajo es Fibra de cristal láser, principalmente láser de fibra de cristal único rubí y láser de fibra de cristal único Nd3 +:YAG. Láser de fibra óptica no lineal. Hay principalmente láseres de fibra de dispersión Raman estimulados y láseres de fibra de dispersión Brillouin estimulados. Láser de fibra dopada de tierras raras. El material de la matriz de la fibra es de vidrio, y el láser de fibra se hace dopando iones de tierras raras en la fibra para activarlo. Láser de fibra de plástico. Un láser de fibra se hace dopando tinte láser en el núcleo o revestimiento de fibra óptica de plástico.
La Estructura del láser de fibra es la misma que la de los láseres sólidos y de gas tradicionales. La fibra óptica se compone básicamente de tres elementos básicos: fuente de bomba, medio de ganancia y cavidad resonante. Generalmente, de alta potenciaLáser semiconductor(LD) se utiliza como fuente de bomba, y el medio de ganancia es fibra dopada de tierras raras o fibra no lineal ordinaria. La cavidad resonante puede estar compuesta de elementos de retroalimentación óptica tales como rejilla de fibra, o varias cavidades resonantes de anillo. La luz de la bomba se acopla en la fibra de ganancia a través de un sistema óptico apropiado. Después de absorber la luz de la bomba, la fibra de ganancia forma una inversión del número de partículas o una ganancia no lineal, y la luz de emisión espontánea generada por la emisión espontánea se somete a amplificación estimulada y selección de modo de la cavidad resonante, Y finalmente se forma una salida láser estable.
Como representante de la tecnología láser de tercera generación, la fibra óptica tiene las siguientes ventajas: Primero, las ventajas de la miniaturización y la intensificación traídas por el bajo costo de fabricación, Tecnología madura y la flexibilidad de la fibra de vidrio; En segundo lugar, la fibra de vidrio no necesita la combinación de fase estricta de la luz de la bomba incidente como el cristal, que se debe
A la amplia banda de absorción causada por el ensanchamiento desigual causado por la División Stark del sustrato de vidrio. En tercer lugar, el material de vidrio tiene una relación volumen-área extremadamente baja, y baja pérdida rápida disipación de calor, por lo que la eficiencia de conversión es alta y el umbral del láser es bajo. En cuarto lugar, hay muchas longitudes de onda láser de salida: esto se debe a que los niveles de energía de los iones de tierras raras son muy ricos y hay muchos tipos de iones de tierras raras; Quinto, sintonizabilidad: debido al amplio nivel de energía de los iones de tierras raras y el amplio espectro de fluorescencia de la fibra de vidrio. En sexto lugar, debido a que no hay una lente óptica en la cavidad resonante del láser de fibra, tiene las ventajas de una estabilidad sin ajuste, sin mantenimiento y alta, que no tiene comparación con los láseres tradicionales. Séptimo, la fibra óptica se exporta, de modo que el láser puede ser fácilmente competente para varias aplicaciones de procesamiento de espacio multidimensional y arbitrario, y el diseño del sistema mecánico se vuelve muy simple. Octavo, sea competente en un entorno de trabajo duro y tenga una alta tolerancia al polvo, choque, impacto, humedad y temperatura. Noveno, no hay necesidad de refrigeración termoeléctrica y refrigeración por agua, solo una simple refrigeración por aire. Décimo, alta eficiencia electroóptica: La eficiencia electroóptica integral es tan alta como 20%, lo que ahorra en gran medida el consumo de energía y el costo de operación. Undécimo, de alta potencia, el láser de fibra actualmente comercializado es de seis kilovatios.
La tendencia de desarrollo de los láseres de fibra en el futuro se reflejará en el siguienteAspectos: Primero, mejorando el rendimiento de los láseres de fibra: por ejemplo, mejorando la potencia de salida y la eficiencia de conversión, optimizando la calidad del haz, acortando la longitud de la fibra de ganancia, mejorar la estabilidad del sistema y hacerlo más compacto, Los objetivos anteriores serán el foco de la investigación futura en el campo de los láseres de fibra; En segundo lugar, el desarrollo de un nuevo tipo de láser de fibra: en el dominio del tiempo, el láser de fibra con bloqueo de modo de pulso ultracorto con un ciclo de trabajo más pequeño siempre ha sido un punto de acceso de investigación en el campo del láser. El láser de fibra de pulso de femtosegundo de alta potencia siempre ha sido un objetivo a largo plazo. El avance en este campo no solo puede proporcionar una fuente de luz ideal para la multiplexación por división de tiempo de comunicación óptica (OTDM), sino que también promueve efectivamente el desarrollo del procesamiento láser, marcado láser y cifrado láser y otras industrias relacionadas. En el dominio de la frecuencia, el láser de fibra sintonizable con salida de banda ancha se convertirá en un punto de acceso de investigación. Se puede predecir que con la mejora de las tecnologías relacionadas, los láseres de fibra se desarrollarán en un campo más amplio y pueden convertirse en una nueva generación de fuentes de luz para reemplazar los láseres de estado sólido y los láseres semiconductores. formando una nueva industria.
