ʻO ke kumumanaʻo kumu o nā lasers fiber mode hoʻokahi

ʻO ke kumumanaʻo kumu onā lasers fiber hoʻokahi-ʻano

Pono ka hana ʻana o ka laser e hoʻokō i ʻekolu mau kūlana kumu: ka hoʻohuli ʻana o ka heluna kanaka, kahi lua resonant kūpono, a me ka hiki ʻana i kalaserpaepae (ʻoi aku ka nui o ka loaʻa ʻana o ka mālamalama i loko o ka lua resonant ma mua o ka pohō). Hoʻokumu pololei ʻia ke ʻano hana o nā lasers fiber mode hoʻokahi ma luna o kēia mau loina kino kumu a hoʻokō i ka hoʻonui ʻana i ka hana ma o ka hoʻonohonoho kūikawā o nā alakaʻi nalu fiber.

ʻO ka radiation i hoʻoulu ʻia a me ka inversion heluna kanaka ke kumu kino no ka hana ʻana o nā lasers. Ke hoʻokomo ʻia ka ikehu mālamalama i hoʻopuka ʻia e ke kumu pamu (ʻo ka maʻamau he diode laser semiconductor) i loko o ka fiber gain i hoʻohui ʻia me nā ion honua laha ʻole (e like me Ytterbium Yb³⁺, erbium Er³⁺), omo nā ion honua laha ʻole i ka ikehu a hoʻololi mai ke kūlana honua i ke kūlana hoʻonāukiuki. Ke ʻoi aku ka nui o nā ion i loko o ke kūlana hoʻonāukiuki ma mua o ke kūlana honua, hoʻokumu ʻia kahi kūlana inversion heluna kanaka. I kēia manawa, e hoʻāla ka photon incident i ka radiation i hoʻoulu ʻia o ka ion excited-state, e hana ana i nā photons hou o ka alapine like, ka pae a me ke kuhikuhi e like me ka photon incident, no laila e hoʻokō ai i ka hoʻonui optical.

ʻO ke ʻano nui o ke ʻano hoʻokahinā lasers fiberAia i loko o ko lākou anawaena kikowaena maikaʻi loa (maʻamau 8-14μm). Wahi a ke kumumanaʻo optics nalu, hiki i kēlā ʻano kikowaena maikaʻi ke ʻae i hoʻokahi ʻano kahua electromagnetic (ʻo ia hoʻi, ke ʻano kumu LP₀₁ a i ʻole ke ʻano HE₁₁) e hoʻoili paʻa ʻia, ʻo ia hoʻi, ke ʻano hoʻokahi. Hoʻopau kēia i ka pilikia hoʻolaha intermodal e kū nei i nā fibers multimode, ʻo ia hoʻi, ka hanana pulse broadening i hoʻokumu ʻia e ka hoʻolaha ʻana o nā ʻano like ʻole ma nā wikiwiki like ʻole. Mai ka manaʻo o nā ʻano hoʻoili, ʻo ka ʻokoʻa ala o ka mālamalama e hoʻolaha ana ma ke kuhikuhi axial i nā fibers optical mode hoʻokahi he mea liʻiliʻi loa ia, kahi e loaʻa ai i ka beam output ka coherence spatial kūpono a me ka hoʻolaha ikehu Gaussian, a hiki i ka beam quality factor M² ke hoʻokokoke aku i 1 (M²=1 no kahi beam Gaussian kūpono).

He mau ʻelele koʻikoʻi nā lasers fiber o ke kolu o ka hanaunaʻenehana laser, e hoʻohana ana i nā olonā aniani i hoʻopili ʻia me nā mea honua laha ʻole ma ke ʻano he mea loaʻa. I nā makahiki he ʻumi i hala iho nei, ua noho nā lasers fiber mode hoʻokahi i kahi ʻāpana koʻikoʻi i ka mākeke laser honua, mahalo i ko lākou mau pono hana kūikawā. Ke hoʻohālikelike ʻia me nā lasers fiber multimode a i ʻole ka laser solid-state kuʻuna, hiki i nā lasers fiber mode hoʻokahi ke hana i kahi kukuna Gaussian kūpono me kahi ʻano kukuna kokoke i ka 1, ʻo ia hoʻi, hiki i ka kukuna ke kokoke i ka hiki ʻana i ka theoretical minimum divergence Angle a me ka palena iki o ka wahi i kālele ʻia. ʻO kēia hiʻohiʻona e hiki ai ke hoʻololi ʻia i nā kahua o ka hana ʻana a me ke ana ʻana e pono ai ka pololei kiʻekiʻe a me ka hopena wela haʻahaʻa.