مبدأ وتنمية احتمال ليزر الألياف

ليزر الألياف تُظهر التكنولوجيا آفاقًا واسعة التطبيق والمزايا الفنية الرائعة في نظام الاتصالات الألياف ذات الطول الموجي عالي السرعة والمساحة الكبيرة ، وتكنولوجيا استشعار الألياف عالية الدقة والليزر عالي الطاقة. تم إيلاء المزيد من الاهتمام بمزيد من البلدان في العالم ، وقد توسع مجال تطبيقه بسرعة من شبكة اتصال الألياف الضوئية الأكثر نضجًا إلى حقول تطبيقات الليزر الأخرى.

تصنيف ليزر الألياف الضوئية

أنواع الألياف البصرية ، يمكن تقسيم الليزر الألياف إلى: ليزر الألياف الكريستالية. المادة العاملة هي ألياف بلورية ليزر ، وخاصة ليزر الألياف البلورية المفردة روبي و ND3+: YAG ليزر الكريستال الكريستالي. ليزر الألياف الضوئية غير الخطي. هناك أساسا رامان محفزة أشعة ليزر الألياف المحفزة وتحفيز ليزر الألياف المبعثرة. نادر الأرض ليزر الألياف. مادة المصفوفة من الألياف هي الزجاج ، ويتم تصنيع الليزر الألياف عن طريق تعاطي المنشطات الأرضية النادرة في الألياف لتنشيطه. ليزر الألياف البلاستيكية. يتم تصنيع ليزر الألياف عن طريق صبغة ليزر المنشطات في قلب أو الكسوة من الألياف البصرية البلاستيكية.

مبدأ العمل ليزر الألياف البصرية

هيكل ليزر الألياف هو نفسه هيكل الليزر الصلب والغاز التقليدي. تتكون الألياف البصرية بشكل أساسي من ثلاثة عناصر أساسية: مصدر المضخة ، واكتساب تجويف متوسطة ورنين. عموما ، الطاقة العالية ليزر أشباه الموصلات (LD) يستخدم كمصدر للمضخة ، ووسط الكسب هو ألياف مخدرة للأرض أو الألياف غير الخطية العادية. يمكن أن يتكون تجويف الرنين من عناصر التغذية المرتدة البصرية مثل صريف الألياف ، أو تجاويف الرنين المختلفة. يقترن ضوء المضخة في ألياف الكسب من خلال نظام بصري مناسب. بعد امتصاص ضوء المضخة ، يشكل ألياف الكسب انعكاسًا في عدد الجسيمات أو مكسب غير خطي ، ويتعرض ضوء الانبعاثات التلقائي الناتج عن الانبعاثات التلقائية لتضخيم التحفيز واختيار الوضع لتجويف الرنين ، وأخيراً يتم تشكيل إخراج ليزر مستقر.

مزايا ليزر الألياف

كممثل لتكنولوجيا ليزر الجيل الثالث ، تتمتع الألياف البصرية بالمزايا التالية: أولاً ، مزايا التصغير والتكثيف الناتجة عن تكلفة التصنيع المنخفضة ، التكنولوجيا الناضجة ومرونة الألياف الزجاجية ؛ ثانياً ، لا تحتاج الألياف الزجاجية إلى مطابقة مرحلة صارمة لضوء المضخة الحادث مثل Crystal ، وهو أمر مستحق إلى نطاق الامتصاص الواسع الناجم عن التوسع غير المتكافئ الناجم عن الانقسام الصارخ للركيزة الزجاجية. ثالثًا ، تحتوي المادة الزجاجية على نسبة منخفضة للغاية في منطقة الحجم ، وتبديد الحرارة السريعة وفقدانها ، وبالتالي فإن كفاءة التحويل عالية وعتبة الليزر منخفضة. رابعًا ، هناك العديد من الأطوال الموجية للليزر الناتج: وذلك لأن مستويات الطاقة في أيونات الأرض النادرة غنية للغاية وهناك أنواع كثيرة من أيونات الأرض النادرة ؛ خامسًا ، القابلية للنفق: نظرًا لمستوى الطاقة الواسع للأيونات الأرضية النادرة وطيف التألق الواسع للألياف الزجاجية. سادسًا ، نظرًا لعدم وجود عدسة ضوئية في تجويف ليزر الألياف ، فإنها تتمتع بمزايا من الاستقرار الخالي من التعديل ، وخالي من الصيانة وعالياً ، والتي لا مثيل لها من قبل الليزر التقليدي. سابعًا ، يتم تصدير الألياف البصرية ، بحيث يمكن أن يكون الليزر مهيئًا بسهولة لمختلف تطبيقات معالجة الفضاء متعددة الأبعاد والتعسفية ، ويصبح تصميم النظام الميكانيكي بسيطًا للغاية. في الثامن ، كن مؤهلاً في بيئة العمل القاسية ، ولديه تسامح كبير مع الغبار والصدمة والتأثير والرطوبة ودرجة الحرارة. التاسعة ، ليست هناك حاجة للتبريد الحراري وتبريد الماء ، مجرد تبريد هواء بسيط. الكفاءة العاشرة والعالية الكهربائية: الكفاءة الكهربية الشاملة تصل إلى أكثر من 20 ٪ ، مما يوفر بشكل كبير استهلاك الطاقة وتكلفة التشغيل. الحادي عشر ، والليزر ذي الطاقة العالية ، حاليا ، هو ستة كيلووات.

احتمال تطوير ليزر الألياف

سوف ينعكس اتجاه تطوير الليزر الألياف في المستقبل في الجوانب التالية: أولاً ، تحسين أداء ليزر الألياف: على سبيل المثال ، تحسين طاقة الخرج وكفاءة التحويل ، وتحسين جودة الحزمة ، وتقصير طول الألياف الكسب ، والتحسين استقرار النظام وجعله أكثر إحكاما ، ستكون الأهداف المذكورة أعلاه محور الأبحاث المستقبلية في مجال الليزر الألياف ؛ ثانياً ، تطور نوع جديد من ليزر الألياف: في المجال الزمني ، كان ليزر الألياف الألياف المقلوب في وضع نبض Ultrashort مع دورة عمل أصغر دائمًا نقطة ساخنة للبحث في مجال الليزر. لطالما كان ليزر ألياف النبضات في فتيوثانية عالي الطاقة هدفًا طويل الأجل. لا يمكن أن يوفر هذا المجال فقط مصدر إضاءة مثالي لضمادات الإرسال الضوئي للاتصالات البصرية (OTDM) ، ولكن أيضًا يعزز بشكل فعال تطوير معالجة الليزر وعلامة الليزر وتشفير الليزر وغيرها من الصناعات ذات الصلة. في مجال التردد ، سيصبح ليزر الألياف القابل للضبط مع إخراج النطاق العريض نقطة ساخنة للبحث. يمكن التنبؤ بأنه مع تحسين التقنيات ذات الصلة ، ستتطور أشعة الليزر الألياف في مجال أوسع ، وقد تصبح جيلًا جديدًا من مصادر الضوء ليحل محل ليزر الحالة الصلبة وليزر أشباه الموصلات ، ويشكل صناعة جديدة.