7 Gebruik en voordelen van fiberlasers: feiten die u moet weten!

Fiberlasers hebben aanzienlijke voordelen ten opzichte van andere lasers:

  • In fiberlasers wordt het laserlicht zowel geproduceerd als gericht door een integraal flexibel medium waardoor het laserlicht beter en gemakkelijker naar de beoogde locatie kan worden getransporteerd.
  • Op optische vezels gebaseerde lasers bieden een hoog uitgangsvermogen in vergelijking met de andere verschillende soorten lasers.
  • Op optische vezels gebaseerde lasers bieden een zeer hoge optische versterking en hebben actieve gebieden die zich over meerdere kilometers uitstrekken.
  • Optische vezels hebben een hoge oppervlakte / volumeverhouding die een continu uitgangsvermogen van kilowattniveau met efficiënte koeling mogelijk maakt.
  • De golfgeleider van een optische vezel vermindert de vervorming in het optische pad als gevolg van thermische problemen.
  • Lasers op basis van optische vezels zijn relatief compacter dan halfgeleider- of gaslasers (met hetzelfde uitgangsvermogen) en genereren een diffractiebeperkte laserstraal van hoge kwaliteit.
  • Lasers op basis van optische vezels bieden trillingsstabiliteit, tolerantie bij hoge temperaturen en een langere levensduur tegen lagere kosten.

Toepassingen van fiberlasers:

  • Lasers op basis van optische vezels leveren continue laserstralen met een hoog vermogen die effectief kunnen zijn voor verschillende industriële toepassingen, zoals las- en snijmaterialen zoals polymeer, metaal of glas. Glasvezellasers met middelhoog en laag vermogen worden gebruikt voor het graveren op materialen.
  • Naast industriële toepassingen worden lasers op basis van optische vezels ook gebruikt in de geneeskunde, telecommunicatie en spectroscopie. lasers zijn zeer geschikt op medisch gebied op delicate en zachte weefsels waar het gebruik van een scalpel moeilijk kan zijn. Op optische vezel gebaseerde lasers worden vaak gebruikt in spectroscopie voor het bestuderen en observeren van de interactie tussen elektromagnetische straling en materie.
Glasvezel.svg
Demonstratie van lichttransmissie via een optische vezelkabel. afbeeldingsbron: gringerGlasvezel, gemarkeerd als openbaar domein, meer informatie over Wikimedia Commons

Wat zijn fiberlasers?

Vezellasers of optische vezellasers gebruiken het principe van totale interne reflectie met behulp van optische vezels voor het doorlaten van licht. Deze lasers worden gebruikt voor het doorlaten van licht over lange lengtes en helpen ook bij het verminderen van de thermische vervorming van de laserstraal. Optische vezellasers worden over het algemeen gedoteerd met zeldzame aardmetalen zoals ytterbium, erbium, neodymium, praseodymium, holmium, dysprosium en thulium. Deze lasers gebruikten gedoteerde vezelversterkers die geen laserwerking gebruiken voor het leveren van lichtversterking. De winst in deze lasers wordt geleverd door niet-lineariteiten van vezels zoals viergolfmenging of gestimuleerde Raman-verstrooiing. In fiberlasers wordt de laserholte gegenereerd door de methode van fusiesplitsing met verschillende optische vezels.

Splitsing van optische vezels
fusiesplitsing optische vezels. afbeeldingsbron: Jeroen NicolleSplitsing van optische vezelsCC BY-SA 3.0

Wat zijn optische vezelschijflasers?

Vezelschijflaser is een vorm van optische vezellaser waarbij de pomp niet beperkt is binnen de bekleding van de optische vezel. De pomp in deze lasers is opgerold om het pomplicht meerdere keren over de kern te richten. Dit soort lasers is effectief voor vermogensschaling waarvoor verschillende pompbronnen rond de omtrek van de spoel nodig zijn.

fiber laser
optische vezelschijflasers.
Afbeeldingsbron: Ken-ichi Ueda - van auteur
3 fiber disk lasers, fiber lasers met transversale levering van pomp. de optische vezel met Yb: de gedoteerde kern is opgerold en omgeven met de laserdiodes. wikipedia

Hoe zijn optische vezellasers mode-vergrendeld?

Op optische vezels gebaseerde lasers zijn over het algemeen mode-vergrendeld met behulp van dubbele breking van de vezel. Vanwege het optische niet-lineaire Kerr-effect varieert de mate van verandering in polarisatie met de intensiteit van het licht. Daarom absorbeert of blokkeert de in de laserholte aanwezige polarisator het laserlicht met een lagere intensiteit en laat het licht met een hoge intensiteit passeren met een verwaarloosbare verzwakking. Dit ondersteunt mode-vergrendelde pulsen.

 Soms worden Semiconductor saturable-absorber mirrors (SESAM's) ook gebruikt voor mode-vergrendelende optische vezellasers. Halfgeleider verzadigbare absorptiespiegels (SESAM's) hebben een aantal verzadigbare absorptietechnieken waarmee de absorptielimieten kunnen worden aangepast aan het lasertype. In de afgelopen tijd zijn grafeenverzadigbare absorptiemiddelen opgenomen in op optische vezels gebaseerde (vooral in afstembare lasers) voor modusvergrendeling.

Modellock 1
Lasermodus structuur
Afbeeldingsbron: diagram Cavity-modus, voor de modelbouw artikel. Getekend door DrBob.
CC BY-SA 3.0 wikipedia

Wat zijn donkere solitonvezellasers?

Donkere solitonlasers zijn gemaakt van volledig normale dispersie-erbium-gedoteerde fiberlaser met een polarisator in de laserholte. Deze lasers behoren tot het niet-modusvergrendelingsregime. Hoewel de heldere pulsemissie gebruikelijk is voor deze lasers, zijn donkere solitonvezellasers onder geschikte omstandigheden in staat enkele of meervoudige donkere pulsen uit te zenden. De donkere pulsgeneratie door deze lasers kan worden toegeschreven aan de donkere solitonvorming volgens numerieke simulaties.

Wat zijn optische vezellasers met meerdere golflengten?

Vezellasers met meerdere golflengten zijn soorten op optische vezels gebaseerde lasers die tegelijkertijd meerdere golflengten van laserlicht genereren. ZBLAN optische vezel gebaseerde laser toonde de emissie van blauw en groen coherent licht tegelijkertijd. De ZBLAN-eindgepompte laser was geaard op een upconversion optische versterkingsmedium dat halfgeleiderlasers met langere golflengten gebruikte voor het pompen van een Pr3 + / Yb3 + gedoteerde fluoridevezel. Deze fluoridevezel had beklede diëlektrische spiegels die aanwezig waren aan beide uiteinden van de optische vezel voor het vormen van een holte.

Bezoek voor meer informatie over laserfysica en verschillende soorten lasers https://techiescience.com/laser-physics/

Lees ook:

Laat een bericht achter