ஒற்றை-முறை ஃபைபர் லேசர்களின் அடிப்படைக் கொள்கை

அடிப்படைக் கொள்கைஒற்றை முறை ஃபைபர் லேசர்கள்

லேசரை உருவாக்குவதற்கு மூன்று அடிப்படை நிபந்தனைகளை பூர்த்தி செய்ய வேண்டும்: மக்கள் தொகை தலைகீழ், பொருத்தமான ஒத்ததிர்வு குழி மற்றும்லேசர்வரம்பு (ஒத்திசைவு குழியில் ஒளியின் ஆதாயம் இழப்பை விட அதிகமாக இருக்க வேண்டும்). ஒற்றை-முறை ஃபைபர் லேசர்களின் செயல்பாட்டு வழிமுறை துல்லியமாக இந்த அடிப்படை இயற்பியல் கொள்கைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது மற்றும் ஃபைபர் அலை வழிகாட்டிகளின் சிறப்பு அமைப்பு மூலம் செயல்திறன் மேம்படுத்தலை அடைகிறது.

தூண்டப்பட்ட கதிர்வீச்சு மற்றும் மக்கள்தொகை தலைகீழ் ஆகியவை லேசர்களை உருவாக்குவதற்கான இயற்பியல் அடிப்படையாகும். பம்ப் மூலத்தால் (பொதுவாக ஒரு குறைக்கடத்தி லேசர் டையோடு) வெளிப்படும் ஒளி ஆற்றல் அரிய பூமி அயனிகளால் (Ytterbium Yb³⁺, erbium Er³⁺ போன்றவை) டோப் செய்யப்பட்ட கெய்ன் ஃபைபரில் செலுத்தப்படும் போது, ​​அரிய பூமி அயனிகள் ஆற்றலை உறிஞ்சி தரை நிலையிலிருந்து உற்சாகமான நிலைக்கு மாறுகின்றன. உற்சாகமான நிலையில் உள்ள அயனிகளின் எண்ணிக்கை தரை நிலையில் உள்ளதை விட அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​ஒரு மக்கள்தொகை தலைகீழ் நிலை உருவாகிறது. இந்த கட்டத்தில், சம்பவ ஃபோட்டான் உற்சாகமான-நிலை அயனியின் தூண்டப்பட்ட கதிர்வீச்சைத் தூண்டும், சம்பவ ஃபோட்டானின் அதே அதிர்வெண், கட்டம் மற்றும் திசையின் புதிய ஃபோட்டான்களை உருவாக்கும், இதன் மூலம் ஆப்டிகல் பெருக்கத்தை அடைகிறது.

ஒற்றை-பயன்முறையின் முக்கிய அம்சம்ஃபைபர் லேசர்கள்அவற்றின் மிக நுண்ணிய மைய விட்டத்தில் (பொதுவாக 8-14μm) உள்ளது. அலை ஒளியியல் கோட்பாட்டின் படி, அத்தகைய நுண்ணிய மையமானது ஒரு மின்காந்த புல பயன்முறையை (அதாவது, அடிப்படை பயன்முறை LP₀₁ அல்லது HE₁₁ பயன்முறை) நிலையான முறையில் கடத்த அனுமதிக்கும், அதாவது ஒற்றை முறை. இது மல்டிமோட் இழைகளில் இருக்கும் இடைநிலை சிதறல் சிக்கலை நீக்குகிறது, அதாவது, வெவ்வேறு வேகங்களில் வெவ்வேறு முறைகளின் பரவலால் ஏற்படும் துடிப்பு விரிவடைதல் நிகழ்வு. பரிமாற்ற பண்புகளின் கண்ணோட்டத்தில், ஒற்றை-முறை ஒளியியல் இழைகளில் அச்சு திசையில் பரவும் ஒளியின் பாதை வேறுபாடு மிகவும் சிறியது, இது வெளியீட்டு கற்றை சரியான இடஞ்சார்ந்த ஒத்திசைவு மற்றும் காஸியன் ஆற்றல் விநியோகத்தைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் கற்றை தர காரணி M² 1 ஐ நெருங்கலாம் (ஒரு சிறந்த காஸியன் கற்றைக்கு M²=1).

ஃபைபர் லேசர்கள் மூன்றாம் தலைமுறையின் சிறந்த பிரதிநிதிகள்.லேசர் தொழில்நுட்பம், இவை அரிதான பூமி உறுப்பு-டோப் செய்யப்பட்ட கண்ணாடி இழைகளை ஆதாய ஊடகமாகப் பயன்படுத்துகின்றன. கடந்த தசாப்தத்தில், ஒற்றை-முறை ஃபைபர் லேசர்கள் உலகளாவிய லேசர் சந்தையில் அதிகரித்து வரும் முக்கிய பங்கை ஆக்கிரமித்துள்ளன, அவற்றின் தனித்துவமான செயல்திறன் நன்மைகளுக்கு நன்றி. மல்டிமோட் ஃபைபர் லேசர்கள் அல்லது பாரம்பரிய திட-நிலை லேசருடன் ஒப்பிடும்போது, ​​ஒற்றை-முறை ஃபைபர் லேசர்கள் 1 க்கு நெருக்கமான பீம் தரத்துடன் ஒரு சிறந்த காஸியன் கற்றை உருவாக்க முடியும், அதாவது பீம் கோட்பாட்டு குறைந்தபட்ச வேறுபாடு கோணம் மற்றும் குறைந்தபட்ச கவனம் செலுத்தும் இடத்தை கிட்டத்தட்ட அடைய முடியும். இந்த அம்சம் அதிக துல்லியம் மற்றும் குறைந்த வெப்ப தாக்கம் தேவைப்படும் செயலாக்கம் மற்றும் அளவீட்டு துறைகளில் இதை ஈடுசெய்ய முடியாததாக ஆக்குகிறது.