nirvana6565
Member
ساختار فیبر را در لیزر فیبر به دست آورید
لیزر فیبر نوعی لیزر حالت جامد است که از یک فیبر نوری به عنوان یک محیط افزایش استفاده می کند. هسته در مرکز فیبر با عنصر خاکی کمیاب، Yb (ایتربیوم) دوپ شده است و دارای بالاترین ضریب شکست است. یک نور لیزر 1.1 میکرومتری و نور پمپ در این هسته مرکزی دوپ شده با Yb منتشر می شود. نور پمپ نیز در روکش داخلی اطراف هسته منتشر می شود. روکش داخلی توسط روکش خارجی احاطه شده است. به دلیل دو لایه روکش، به این فیبر دو روکش گفته می شود.
انتشار پرتو لیزر در یک فیبر دو لایه
نور پمپ از طریق هسته مرکزی دوپ شده با Yb و روکش داخلی منتشر می شود، اما با بازتاب داخلی کامل (* توجه) در مرز روکش خارجی و هسته خارجی در هسته ها محدود می شود. نور لیزر به دلیل انعکاس کامل داخلی در مرز روکش داخلی و هسته مرکزی در هسته مرکزی دوپ شده Yb منتشر می شود. همانطور که نور پمپ از طریق هسته مرکزی دوپ شده Yb منتشر می شود، یون های Yb برانگیخته می شوند.
*نکته: بازتاب داخلی کامل پدیده ای است که زمانی رخ می دهد که نور فرودی به طور کامل در یک مرز متوسط بدون عبور از آن منعکس شود.
پیکربندی پایه مدار نوری یک لیزر فیبر پرقدرت :
مدار نوری از سه بخش اصلی تشکیل شده است: (1) بخش پمپ، (2) بخش اسیلاتور و (3) بخش تحویل پرتو.
در بخش پمپ (1)، نور لیزر حاصل از پمپاژ دیودهای لیزر (LDs) از فیبرهای نوری به یک ترکیب کننده پمپ عبور می کند. ترکیب کننده پمپ، نور پمپ را از چند LD به یک فیبر نوری تک حالته جفت می کند.
در بخش نوسانگر (2)، نور پمپ از ترکیب کننده پمپ، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، از طریق یک فیبر دو لایه (فیبر فعال) منتشر می شود. گریتینگ). FBG ها به عنوان آینه با بازتاب زیاد و کم عمل می کنند. نور لیزر از FBG با بازتاب کم ساطع می شود.
بخش تحویل پرتو (3) از یک فیبر نوری تشکیل شده است که نور لیزر را از بخش اسیلاتور (2) به یک سر پردازش یا یک کوپلر پرتو می‌دهد.
افزایش قدرت لیزرهای فیبر
شکل 4 نشان می دهد که چگونه توان با جفت کردن الیاف تحویل چندگانه نشان داده شده در شکل 3 با یک کوپلر تیر خروجی (کمباین) افزایش می یابد.
به عنوان مثال، جفت کردن چهار تیر خروجی 1 کیلووات، 4 کیلو وات، و اتصال شش تیر خروجی 1 کیلووات، 6 کیلووات تولید می کند.
مزایای لیزر فیبر
در مقایسه با لیزرهای گازی یا لیزرهای حالت جامد، مزایای اساسی لیزرهای فیبر عبارتند از:
لیزر فیبر نوعی لیزر حالت جامد است که از یک فیبر نوری به عنوان یک محیط افزایش استفاده می کند. هسته در مرکز فیبر با عنصر خاکی کمیاب، Yb (ایتربیوم) دوپ شده است و دارای بالاترین ضریب شکست است. یک نور لیزر 1.1 میکرومتری و نور پمپ در این هسته مرکزی دوپ شده با Yb منتشر می شود. نور پمپ نیز در روکش داخلی اطراف هسته منتشر می شود. روکش داخلی توسط روکش خارجی احاطه شده است. به دلیل دو لایه روکش، به این فیبر دو روکش گفته می شود.
انتشار پرتو لیزر در یک فیبر دو لایه
نور پمپ از طریق هسته مرکزی دوپ شده با Yb و روکش داخلی منتشر می شود، اما با بازتاب داخلی کامل (* توجه) در مرز روکش خارجی و هسته خارجی در هسته ها محدود می شود. نور لیزر به دلیل انعکاس کامل داخلی در مرز روکش داخلی و هسته مرکزی در هسته مرکزی دوپ شده Yb منتشر می شود. همانطور که نور پمپ از طریق هسته مرکزی دوپ شده Yb منتشر می شود، یون های Yb برانگیخته می شوند.
*نکته: بازتاب داخلی کامل پدیده ای است که زمانی رخ می دهد که نور فرودی به طور کامل در یک مرز متوسط بدون عبور از آن منعکس شود.
پیکربندی پایه مدار نوری یک لیزر فیبر پرقدرت :
مدار نوری از سه بخش اصلی تشکیل شده است: (1) بخش پمپ، (2) بخش اسیلاتور و (3) بخش تحویل پرتو.
در بخش پمپ (1)، نور لیزر حاصل از پمپاژ دیودهای لیزر (LDs) از فیبرهای نوری به یک ترکیب کننده پمپ عبور می کند. ترکیب کننده پمپ، نور پمپ را از چند LD به یک فیبر نوری تک حالته جفت می کند.
در بخش نوسانگر (2)، نور پمپ از ترکیب کننده پمپ، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، از طریق یک فیبر دو لایه (فیبر فعال) منتشر می شود. گریتینگ). FBG ها به عنوان آینه با بازتاب زیاد و کم عمل می کنند. نور لیزر از FBG با بازتاب کم ساطع می شود.
بخش تحویل پرتو (3) از یک فیبر نوری تشکیل شده است که نور لیزر را از بخش اسیلاتور (2) به یک سر پردازش یا یک کوپلر پرتو می‌دهد.
افزایش قدرت لیزرهای فیبر
شکل 4 نشان می دهد که چگونه توان با جفت کردن الیاف تحویل چندگانه نشان داده شده در شکل 3 با یک کوپلر تیر خروجی (کمباین) افزایش می یابد.
به عنوان مثال، جفت کردن چهار تیر خروجی 1 کیلووات، 4 کیلو وات، و اتصال شش تیر خروجی 1 کیلووات، 6 کیلووات تولید می کند.
مزایای لیزر فیبر
در مقایسه با لیزرهای گازی یا لیزرهای حالت جامد، مزایای اساسی لیزرهای فیبر عبارتند از:
- کیفیت پرتو عالی (پرتو متمرکز نور از فیبر نوری)
- ساده، جمع و جور، از نظر الکتریکی و نوری کارآمد (جایگاه کوچک و مصرف انرژی کم با تقویت فیبر)
- سازگار و قدرتمند و قابل اعتماد (که با روشنایی بالا و لیزرهای نیمه هادی با قدرت بالا به عنوان نور پمپاژ می شود)
- بدون نیاز به تعمیر و نگهداری (تمام تنظیمات فیبر نوری بدون لنز، آینه)
