La struttura centrale di unlaser a fibra monomodale
Le prestazioni eccezionali della modalità singolalaser a fibraCiò deriva dalla loro precisa progettazione della struttura interna. L'efficiente funzionamento collaborativo tra tutti i componenti è alla base del raggiungimento di un'emissione laser stabile e di alta qualità.
Ad esempio, un laser a 976 nm con un'efficienza di conversione elettro-ottica relativamente elevata viene utilizzato per caricare la fibra drogata, e successivamente una luce di innesco a 1064 nm con una buona qualità del fascio viene utilizzata per guidare la fibra drogata carica e rilasciare un laser a 1064 nm con energia maggiore. Maggiore è l'energia laser a 1064 nm richiesta, maggiore sarà la potenza e la quantità della sorgente di pompaggio necessarie.
Spiegazione dettagliata dei componenti chiave
La fonte della pompa è la fonte di energia dellalaser, di solito unlaser a semiconduttorediodo, la cui lunghezza d'onda di emissione corrisponde al picco di assorbimento del mezzo di guadagno (ad esempio, una fibra drogata con ittrio corrisponde a una lunghezza d'onda di 915 nm o 976 nm). I laser monomodali richiedono che anche la sorgente di luce di pompaggio abbia un'elevata coerenza spaziale. Pertanto, i diodi laser monomodali accoppiati a fibra sono spesso utilizzati per garantire che la luce di pompaggio possa essere iniettata in modo efficiente nel sottile nucleo della fibra monomodale.
2. Le fibre di guadagno sono il mezzo fondamentale per la generazione laser e sono generalmente fibre di vetro al quarzo drogate con elementi delle terre rare. Gli ioni droganti più comuni includono itterbio (Yb³⁺), erbio (Er³⁺), tulio (Tm³⁺), ecc., che corrispondono a diverse bande di lunghezza d'onda in uscita (come 1064 nm, 1550 nm, 2 μm, ecc.). La lunghezza della fibra di guadagno deve essere progettata con precisione per garantire il completo assorbimento della luce di pompaggio, mantenendo al contempo un'elevata efficienza di conversione opto-ottica.
3. La forma di implementazione più comune di una cavità risonante è la coppia di reticoli di Bragg in fibra. Un reticolo si forma esponendo le fibre ottiche a frange di interferenza laser ultraviolette, causando una variazione periodica permanente dell'indice di rifrazione delle loro regioni centrali. Controllando il periodo e la lunghezza del reticolo, è possibile controllare con precisione la lunghezza d'onda centrale e la larghezza di banda della sua riflessione. Questa struttura di cavità risonante interamente in fibra non richiede componenti discreti come lenti ottiche, migliorando significativamente la stabilità e la capacità anti-interferenza del sistema.
4. Il sistema di collimazione del fascio in uscita è solitamente posizionato dietro il reticolo di diffrazione in uscita. La sua funzione è quella di convertire il laser divergente emesso dalla fibra ottica in luce parallela collimata o di focalizzarlo ulteriormente sulla superficie di lavoro. Questo sistema include in genere lenti autofocalizzanti o gruppi di lenti microminiaturizzate e adotta una struttura meccanica precisa per garantire l'accuratezza dell'allineamento. Un design ottico di alta qualità può ridurre efficacemente le aberrazioni e garantire che il fascio in uscita mantenga un'eccellente distribuzione gaussiana.
Data di pubblicazione: 25 novembre 2025