Prinsip dhasar saka laser serat mode tunggal

Prinsip dhasar sakalaser serat mode tunggal

Generasi laser mbutuhake telung syarat dhasar: inversi populasi, rongga resonansi sing cocog, lan tekanlaserbatesan (gain cahya ing rongga resonansi kudu luwih gedhe tinimbang mundhut). Mekanisme kerja laser serat mode tunggal adhedhasar prinsip fisik dhasar kasebut lan entuk optimalisasi kinerja liwat struktur khusus pandu gelombang serat.

Radiasi sing dirangsang lan inversi populasi minangka basis fisik kanggo generasi laser. Nalika energi cahya sing dipancarake dening sumber pompa (biasane dioda laser semikonduktor) disuntikake menyang serat gain doped karo ion bumi langka (kayata Ytterbium Yb³⁺, erbium Er³⁺), ion bumi langka nyerep energi lan transisi saka negara lemah menyang negara bungah. Nalika jumlah ion ing negara bungah ngluwihi ing negara lemah, negara inversi populasi dibentuk. Ing wektu iki, foton kedadean bakal micu radiasi stimulus saka ion negara bungah, ngasilake foton anyar kanthi frekuensi, fase lan arah sing padha karo foton kedadean, saengga entuk amplifikasi optik.

Fitur inti saka single-modeserat laserdumunung ing diameteripun inti banget nggoleki (biasane 8-14μm). Miturut téori optik gelombang, inti sing kaya ngono mung bisa ngidini siji mode medan elektromagnetik (yaiku, mode dhasar LP₀₁ utawa mode HE₁₁) bisa ditularake kanthi stabil, yaiku, mode tunggal. Iki ngilangi masalah dispersi intermodal sing ana ing serat multimode, yaiku, fenomena broadening pulsa sing disebabake dening panyebaran mode sing beda-beda ing kecepatan sing beda. Saka perspektif karakteristik transmisi, prabédan path cahya propagating bebarengan arah sumbu ing serat optik single-mode arang banget cilik, kang ndadekake balok output duwe koherensi spasial sampurna lan distribusi energi Gaussian, lan faktor kualitas balok M² bisa nyedhaki 1 (M²=1 kanggo beam Gaussian becik).

Laser serat minangka wakil pinunjul saka generasi kateluteknologi laser, kang nggunakake serat kaca unsur-doped langka bumi minangka medium gain. Swara dasawarsa kepungkur, single-mode serat laser wis dikuwasani bagean tambah penting ing pasar laser global, thanks kanggo kaluwihan kinerja unik. Dibandhingake karo laser serat multimode utawa laser solid-state tradisional, siji-mode serat laser bisa generate beam Gaussian becik karo kualitas beam cedhak 1, kang tegese Beam meh bisa tekan sudut divergence minimal teori lan titik fokus minimal. Fitur iki ndadekake ora bisa diganti ing bidang pangolahan lan pangukuran sing mbutuhake presisi dhuwur lan pengaruh termal sing sithik.