Prinsip dhasar laser serat mode tunggal

Prinsip dhasar sakalaser serat mode tunggal

Pembangkitan laser mbutuhake telung syarat dhasar: inversi populasi, rongga resonansi sing cocog, lan nggayuhlaserambang (gain cahya ing rongga resonansi kudu luwih gedhe tinimbang lose). Mekanisme kerja laser serat mode tunggal adhedhasar prinsip fisik dhasar iki lan entuk optimasi kinerja liwat struktur khusus pandu gelombang serat.

Radiasi sing distimulasi lan inversi populasi minangka basis fisik kanggo generasi laser. Nalika energi cahya sing dipancarake dening sumber pompa (biasane dioda laser semikonduktor) diinjeksi menyang serat gain sing didoping karo ion tanah jarang (kayata Ytterbium Yb³⁺, erbium Er³⁺), ion tanah jarang nyerep energi lan transisi saka kahanan dasar menyang kahanan tereksitasi. Nalika jumlah ion ing kahanan tereksitasi ngluwihi kahanan dasar, kahanan inversi populasi kawangun. Ing titik iki, foton sing teka bakal micu radiasi sing distimulasi saka ion kahanan tereksitasi, ngasilake foton anyar kanthi frekuensi, fase, lan arah sing padha karo foton sing teka, saengga bisa nggayuh amplifikasi optik.

Fitur inti saka mode tunggallaser seratdumunung ing diameter inti sing alus banget (biasane 8-14μm). Miturut teori optik gelombang, inti sing alus kaya ngono mung bisa ngidini siji mode medan elektromagnetik (yaiku, mode dhasar LP₀₁ utawa mode HE₁₁) ditularake kanthi stabil, yaiku, mode tunggal. Iki ngilangi masalah dispersi intermodal sing ana ing serat multimode, yaiku, fenomena pelebaran pulsa sing disebabake dening panyebaran mode sing beda-beda kanthi kecepatan sing beda-beda. Saka perspektif karakteristik transmisi, bedane jalur cahya sing nyebar ing sadawane arah aksial ing serat optik mode tunggal cilik banget, sing ndadekake sinar output duwe koherensi spasial lan distribusi energi Gaussian sing sampurna, lan faktor kualitas sinar M² bisa nyedhaki 1 (M²=1 kanggo sinar Gaussian sing ideal).

Laser serat minangka wakil sing luar biasa saka generasi kateluteknologi laser, sing nggunakake serat kaca sing didoping unsur bumi langka minangka medium gain. Sajrone dasawarsa kepungkur, laser serat mode tunggal wis ngenggoni pangsa sing saya penting ing pasar laser global, amarga kaluwihan kinerja sing unik. Dibandhingake karo laser serat multimode utawa laser solid-state tradisional, laser serat mode tunggal bisa ngasilake sinar Gaussian sing ideal kanthi kualitas sinar sing cedhak karo 1, sing tegese sinar kasebut meh bisa tekan Sudut divergensi minimum teoretis lan titik fokus minimum. Fitur iki ndadekake ora bisa diganti ing bidang pangolahan lan pangukuran sing mbutuhake presisi dhuwur lan dampak termal sing sithik.