Ytterbium faeba ka laser: sesebediswa, molao-motheo oa ho sebetsa, matla, tlhahiso, tšebeliso

Faeba lasers ba diseke ee le tsoarellang, e nepahetseng, 'me ho le bonolo ho hasanya hlohlelletsoa mocheso. Ba tla ka mefuta e fapaneng le ho ba le haholo ke ho etsa ka lasers ya mefuta e meng ba le menyetla ea bona e ikhethang.

Faeba lasers: tshebetsong

Devices ea mofuta ona ke eona tekanyetso phetoho ea ho tiileng-boemo ba mohloli oa mahlaseli lehafing tloha faeba ka, ho ena le lere la sebetsa mokelikeli, poleiti kapa disk. Leseli generated ka dopant e ka karolo e bohareng ea faeba ka. Sebopeho mantlha ka Range ho tloha e bonolo ho e rarahaneng haholo. Ytterbium faeba ka laser sethusathuto joalo hore faeba o na le holim'a e khōlō ho karo-karolelano bophahamo ba modumo, ka ho tšoanang mocheso ka diffused batlang e le habonolo.

Faeba lasers ba pumped optically, hangata ka thuso ea lasers diode, empa maemong a mang - ho mehloli e tšoanang. Optics sebelisoa ka tsamaiso ea tsena ke hangata emela dikarolo optic, ao ho 'ona ho fetisisa kapa kaofela ha tsona li amana mong ho e mong. Maemong a mang, e optics bongata, 'me ka linako tse ling ka hare oona tsamaisong Optical faeba e ho kopantswe le e optics Link bongata.

A diode pompo mohloding ka 'na ba le diode drive, kapa plurality tsa diodes motho, e mong le e ba e hokahantsoeng ke ho sehokedi faeba optic waveguide. Doped faeba ka e mong le e qetellong e na le seipone cavity resonator - ikatisetsa etsa faeba Bragg grating. Ba lipheletsong tsa optics bongata na, haeba e se feela khumo toloki kena ho hong ntle le faeba. The tataiso khanya ka sothile e le hore haeba a lakatsa ho tham mong bang laser cavity ka 'na e-ba bolelele ba limithara tse' maloa.

binuclear

Sebopeho likhoele sebelisoa ka faeba lasers, ke ea bohlokoa. The atileng ka ho fetisisa ke le geometry tsa mohaho o kopanetsoe-konokono. Undoped ntle mantlha (ka linako tse ling ho thoeng ke intima e) pumped bokella leseli 'me e laela hore hammoho faeba ka. Susumelletseha mahlaseli generated ka faeba ho feta ea mantlha ka hare, e leng ke atisa ho mokgwa wa le 'ngoe. Ea mantlha ea kelello e na le e ytterbium tseloe, susumelletseha ke leseli pompo. Ho na le mefuta e mengata ea mantlha noncircular ka ntle ho akarelletsa - hexagonal, D e bōpehileng joaloka le likhutlo li 'nè, ho fokotsa kgonego ya lofang leseli toloki ea mantlha e bohareng.

The faeba ka laser ka ba le qetello kapa lehlakoreng pompa. Ka pele nyeoe e ileng ea leseli le tsoang ho mehloli le 'ngoe kapa ho feta kena qetellong faeba. Ha leseli lehlakoreng pompa e fuoa e splitter eo e fepa ho ka liboto le ka ntle. Sena se fapane le sa tham mong bang laser molamu moo khanya e kena perpendicular ho tselaneng e.

Bakeng sa ho etsa qeto e joalo ho hloka e ngata liphetoho tsa mehaho. a lebisa tlhokomelo e khōlō e leshwa ho akaretsa le pompo leseli mantlha ea ho hlahisa baahi e pitikololo, ea isang ho mohlapo susumelletseha ho ea mantlha ea kelello. tham mong bang laser konokono e ka ba le likhato sa tšoaneng tsa kholiso ka faeba ka ho itšetlehile ka doping le, hammoho le ka bolelele ba eona. lintlha tsena li beha ka moralo moenjiniere bakeng sa ditekanyetso hlokahalang.

Matla moedi ka 'na etsahala, haholo-holo ha ho sebetsa ka hare ho e le' ngoe-mokgwa wa faeba. Joalo konokono e na le e nyenyane haholo sefapano sectional sebakeng, 'me ka lebaka leo e ntse e feta khanya meetly ea matla phahameng haholo. Ha sena se tšoanelang ho feta phatlalletsoang bao e seng guttate Brillouin qhalakanngoa, e lekanyetsang le matla khumo ba likete tse 'maloa tsa Watts. Ha khumo ke phahameng ka ho lekaneng, qetellong faeba ka senyehile.

Haholo-holo faeba lasers

Tshebediso ya faeba ka mokelikeli sebetsa fana e khōloanyane sebelisana bolelele, e leng ea sebetsang ho hantle ha diode pompa. Sena sephetho le geometry ka bokgoni phahameng tšokoloho ea photons, hammoho le e ka tšeptjoang le diseke ee kaho, oo ho oona ha ho na optics discrete, hlokang hore phetoho kapa lolamisiwa ga.

A faeba ka laser, eo sethusathuto dumella ho ikamahanya hantle, ka ikamahanya le maemo bakeng sa ho tjheseletsa ya maqephe a teteaneng tšepe le ho hlahisa linaoa femtosecond. Faeba-optic amplifiers fana le 'ngoe-fetisetsana leruo la ho se le a sebediswa ka puisano, ha ba ntse ba ka amplify wavelengths tse ngata ka nako. The leruo la ho se e tšoanang le sebelisitsoe ka amplifiers matla le ea hloahloa oscillator. Maemong a mang, ho seholisa ka sebetsa le e tsoelang pele e tsokoang ka laser.

Mohlala o mong ke mohloli oa itlelang feela mohlapo tswa faeba-matlafatso, eo ho eona peō susumelletseha e hatella. Mohlala o mong ke Raman faeba ka laser ho kopantswe le tse eketsehileng hasana, haholo kuta wavelength. E fumanoa kopo etsa lipatlisiso, moo ha e kopana le molokong o mong le kholiso sebelisa khalase fluoride ho ena le tekanyetso likhoele silica.

Leha ho le joalo, ka kakaretso, likhoele entsoe ka khalase silica ka seoelo-lefatše dopant ka tšereme mangole. The additives mantlha ke ytterbium le erbium. Ytterbium na wavelengths ho tloha 1030 ho 1080 NM, 'me ka' na emit holim'a mefuta e fapaneng ya ka bophara. Tšebeliso ea 940-NM diode pompo haholo fokotsa sekgeo ea photons. Ytterbium na ha e le litla intša tima, tse ka neodymium ho fokolang ya phahameng, kahoo e qetellang e sebelisoa ka lasers bongata le ytterbium - ka faeba (ka bobeli ba fana ka wavelength 'ngoe).

Erbium ntša ka mefuta e fapaneng 1530-1620 NM, e bolokehileng bakeng sa mahlo. maqhubu a sa ka imenne habeli ho hlahisa khanya ka 780 NM, e leng ha e fumanehe bakeng sa mefuta e meng ea faeba lasers. Qetellong, ytterbium ka li ekeletsoa erbium e le hore karolo ea tla monya pompo mahlaseli le fetisetsa eneji, le sena ho erbium. Thulium - dopant mong ho peō ea haufi go la la sebaka, e leng hona e sireletsehileng bakeng sa litšoantšo leihlo.

phahameng bokgoni

The faeba tham mong bang laser ke tsamaiso quasi-tharo-boemong ba. le pompo photons excite phetoho ea ho tloha boemo fatše ho lera ka holimo. Laser phetoho e ho tswa ho karolo e tlaase-tlaase tsa boemo ba ka holimo ho e mong oa petsoha ka fatše e re. Sena ke e atlehang haholo: ka mohlala, ytterbium-940 NM photon, pompo ntša ka photon, le wavelength ea 1030 NM, 'me sekoli quantum (sa tahlehelo ya eneji,), feela ka 9%.

Ha ho bapisoa, neodymium, pumped ka 808 NM ea lahleheloang ka 24% ea matla. Kahoo, ytterbium tlhaho o na le bokgoni bo phahameng, le hoja li sa kaofela ha eona e ka finyelloang e loketseng ho lahleheloa ke ba bang ba photons ena. Yb ka pumped a 'maloa a lihlopha maqhubu,' me erbium - wavelength tsa 1480 kapa 980 NM. The maqhubu a phahame kateng hase joaloka e atlehang ka ho ya ka photons sekoli, empa e molemo, esita le tabeng ena e, hobane ka 980 NM, mehloli molemo ka ho fetisisa fumaneha.

Ka kakaretso bokgoni ea tham mong bang laser faeba ke phello ea-mohato tse peli tshebetso. Pele, ho ke ke ka bokgoni ba ho e pompa diode. mehloli Semiconductor tsa mahlaseli lehafing ke e atlehang haholo, ka 50% bokgoni fetola e pontšo motlakase hore e be Optical. Diphetho tsa lithuto tsa laboratori ea fana ka maikutlo a hore ho ka etsahala ho finyella boleng ba 70% kapa ho feta. Le hantle papali khumo mahlaseli absorption mola faeba tham mong bang laser ke ya fihlellwa le phahameng pompa bokgoni.

Tabeng ya bobedi, sena Optical-Optical ho sokoloha bokgoni. Ha e nyenyane inkela sekoli photons ka fihlella ka tsela e itseng e phahameng ea nyakallo le bokgoni tse qotsitsoeng ea Optical-Optical bokgoni tšokoloho ea 60-70%. The bokgoni sephetho le e fapaneng 25-35%.

diphetolo tse fapa-fapaneng

Faeba quantum tsoelang pele leqhubu lijenereithara ka 'na ba se nang balekane kapa multimode (ho parola mekhoa). Singlemode hlahisa boleng bo phahameng toloki bakeng sa thepa, ho sebetsa kapa ho romela ya toloki ka sepakapaka, le multimode liindasteri faeba lasers ka hlahisa matla a eketsehileng. E sebediswa bakeng sa ho itšeha le tjheseletsa, 'me ka ho khetheha, ho kalafo mocheso, moo sebakeng se seholo e khantsitsoe.

The nako e telele le litlheferetsi tsa laser ke haholo quasi-e tsoelang pele sethusathuto hangata millisecond linaoa fehla motlakase mofuta. Hangata e le mosebetsi potoloho e 10%. Sena se etsa hore ka matla a phahame ho tlhōrō feta mokgwa wa e tsoelang pele (ka tloaelo ho ka makhetlo a leshome) hore e sebediswa Ka mohlala, bakeng sa ho cheka pulsed. maqhubu a ka 'na ba 500 Hz, ho itšetlehile ka bolelele ba nako ea.

Q-switjha ka faeba lasers hape sebetsang sebakeng sa hae e le ka bongata le. A tloaelehileng pulse length nako e ka mefuta e fapaneng ya nanoseconds ho microseconds. The nako e telele le litlheferetsi, e leng nako e telele ho nka bakeng sa Q-switjha tsa mahlaseli khumo, sephetho le ka pulse length nako e telele.

Faeba thepa tse ling mefokolo ka Q diileketerone. The nonlinearity ea tham mong bang laser faeba ke ea bohlokoa ho feta ka lebaka la lintho tse nyenyane sefapano sectional sebakeng ea khubu ea, e le hore matla a tlhōrō e lokela ho ba a batla a e fokolang. U ka sebelisa ka ho Q bophahamo ba modumo fapoha, e fana ka tshebetso e phahameng, kapa modulators optic, tse amanang ho ea lipheletsong tsa kopanela ka mafolofolo.

Q-lithuto tsa linaoa ka Amplified ka faeba kapa ka cavity resonator. Ka mohlala oa ea bobeli e ka fumanoa ka National Complex ketsiso ea liteko tsa nyutlelie (NIF, Livermore, CA), moo faeba tham mong bang laser ke setsebi oscillator bakeng 192 libalaka. linaoa nyenyane matlapeng khōlō ea khalase doped Amplified ho megajoules.

Ka faeba lasers le kahamahanyo phetapheto maqhubu a itšetlehile ka bolelele ba eketsa lintho tse bonahalang, joaloka mekhoa e meng ea lipotoloho kahamahanyo le pulse length nako e itšetlehile ka bokhoni ba ho ntlafatsa throughput. Khutshwayane tse ka mefuta e fapaneng ya thuputlela 50, 'me ho fetisisa tloaelehileng - ho fapaneng ya 100 thuputlela.

Pakeng tsa ytterbium le erbium faeba, ho na le phapang ea bohlokoa, oo ka oona ba sebetsa ka mekhoa e fapaneng qhalakana. Erbium-doped faeba emitting ka 1550 ha NM ka sebakeng sa hasana anomalous. Sena se nolofalletsa solitons. Itterbievye likhoele tse ka hasana positive, kapa tsela e tloaelehileng; ka lebaka leo, ba hlahisa linaoa le guttate plm bitsoa. Ka lebaka la Bragg grating ho ka 'na ha hlokahala hore compress ea pulse length bolelele.

Ho na le litsela tse 'maloa ho ea fetoloa le linaoa faeba-tham mong bang laser, ka ho khetheha bakeng sa lithuto tsa picosecond ultrafast. likhoele Photonic kristale ka etsoa ka cores nyenyane haholo bakeng sa litla matla e seng moleng, tse kang tsa supercontinuum o mong. Ha ho bapisoa, kristale photonic ka boela ho etsoa le e ngata haholo ba se nang balekane-mokgwa wa mantlha e le ho qoba liphello e seng moleng ka matla phahameng.

Tenyetsehang photonic kristale faeba ka liboto tse khōlō bōpileng ka dikopo tse hlokang matla a phahameng. E 'ngoe ea mekhoa e ka boomo khumama ea faeba ka ho tlosa leha e le efe sa batleheng e phahameng e le hore mekhoa ha re be le motheo mokgwa wa ho parola. The bao e seng linearity baka harmonics; le ka go ntsha dipalophatlo tsa ka maqhubu a ya phutha, o ka bōpa e khutsoanyane le nako e telele wavelengths. litla e seng moleng ka boela hlahisa pulse length compression, e isang ho khekhe ponahalo ea maqhubu.

The supercontinuum mohloding ka linaoa khutšoanyane haholo hlahisa manyenyane e tsoelang pele ka mohato diileketerone. Ka mohlala, ho tloha qalong 6 linaoa Pes ka 1050 NM, eo baka la ytterbium faeba ka laser manyenyane a fumana ka mefuta e fapaneng ho tloha mahlaseli ho feta 1600 NM. mohloli o mong Ire-pumped erbium-supercontinuum mohloding ka wavelength ea 1550 ha NM.

phahameng matla

Industry ke moreki kholo ka ho fetisisa tsa faeba lasers jwale. Ka tlhokeho phahameng hona joale o thabela ho matleng a ka taelo ea kilowatts sebediswa ho indasteri e likoloi. Indasteri ea likoloi e tsamaea ka nģ'a tlhahiso ea likoloi phahameng-matla a tšepe ho kopana ditlhoko tsa durability le ke batlang e le bonolo ho moruo e khōloanyane ea mafura. lisebelisoa tloaelehileng mochine e thata haholo, ho etsa mohlala, Punch mekoti ka mofuta ona wa tšepe le mehloli ea mahlaseli lehafing etsa hore ho be bonolo.

Seha tšepe faeba ka laser, ha e bapisoa le mefuta e meng ea quantum jenereithara e na le a 'maloa a menyetla. Mohlala, haufi le-go la la waveband hantle ananelang tšepe. Toloki ka nehelanoa ka faeba, e leng lumella roboto ho habonolo susumelletsa e bua haholo ha seha le ho cheka.

faeba Optical khotsofatsa ditlhoko phahameng ka ho fetisisa bakeng sa matla. Libetsa US Navy, lekoa ka 2014, e na le e le 6-faeba lasers 5.5 go-kilowatt kopanngoa ka toloki e 'ngoe le radiating ka tsamaiso ea eaba ba etsa Optical. 33 KW unit trust e ne e sebelisetsoa ho hlōla e unmanned teleskopbomlift koloi. Leha toloki ha e le 'ngoe-mokgwa wa, tsamaiso e thahasellisa, e le e lumella ho bopa faeba ka laser ka matsoho a bona ho tsoa molao-motheo, metsoako e fumaneha habonolo.

Phahameng ka ho fetisisa matla le 'ngoe-mokgwa wa lehafing khanya mehloli ea IPG Photonics e 10 KW. Mong'a oscillator hlahisa Watt ea matla Optical, eo e fuoa seholisa-molumo sethaleng pumped ka 1018 NM le leseli la lasers tse ling faeba. Tsamaiso eohle e na le boholo ba lihatsetsi tse peli.

The tshebediso ya le litlheferetsi lasers ba boetse ba fuoa matla a ho itšeha phahameng le tjheseletsa. Ka mohlala, ba nkeloa sebaka ho hanyetsa ho tjheseletsa tšepe lakane ho rarolla bothata ba ho deformation ea boitsebiso boo. Matla a taolo le ditekanyetso tse ling a lumeletse nepahetseng haholo ho itšeha etsang kou, haholo-holo likhutlong.

The matla ka ho fetisisa multimode faeba ka laser - bakeng sa ho seha tšepe ho tswa ho moetsi e tšoanang - ho fihlela ho 100 KW. tsamaiso e thehiloe motswako wa toloki incoherent, kahoo, ho ha bartolomeo boleng bo phahameng toloki. hanyetsa Sena se etsa hore faeba lasers motle bakeng sa indasteri.

cheka ka konkreiti

Multimode faeba ka laser khumo ea 4 KW ka sebelisoa bakeng sa ho itšeha le ho cheka konkreite. Ke hobane'ng ha ho joalo? Ha lienjiniere li leka ho finyella litšisinyeho tsa lefatše ho hanyetsa ba mehaho e ntseng e, ho ba ba hlokolosi haholo le konkreite. Ha hlomamisa ka ho eona, tse kang tšepe matlafatso tloaelehileng percussion cheka ka etsa hore liphoso le ho fokolisa e hahiloeng ka konkreite, empa faeba lasers khaola ntle sithabetsa eona.

Lasers ka Q-lithuto faeba sebelisoa mohlala bakeng sa bo bitsa kapa ka tlhahisong ea semiconductor elektronike. Ba ile ba boela li sebelisoa ka finders mefuta e fapaneng: dimojule ke boholo ba letsoho la ka e na le mahlo-sireletsehileng lasers faeba bao khumo e 4 KW, le maqhubu a ya 50 kHz le pulse length nako ya 5-15 NS.

kalafo holim

Ho na le thahasello e khōlō lasers nyane faeba bakeng senang le nanoprocessing. Ha ho tlosa holim'a kolohantsoeng, haeba pulse length nako e khutšoanyane ho feta 35 Pes, ha ho na lintho tse bonahalang fafatsa. Sena se thibela sebopeho sa dimples le tse ling tse fumanoe mesebetsi ea matsoho sa lakatseheng. The linaoa ka puso ea femtosecond hlahisa liphello e seng moleng tse sa nahanela wavelength le sebaka se potolohileng ha se chesang, e le hore ho sebetsa ntle le tshenyo mohlomong kapa fokolisang tsa libakeng tse e potolohileng. Ho phaella moo, le masoba a ka ho khaola ka botebo phahameng ho bophara - ho etsa mohlala, ka potlako (ka hare ho e milliseconds tse seng kae) mekoti Nyenyane of 1 limilimithara sebelisa celik 800-thuputlela linaoa le maqhubu a ya 1 MHz.

Hape, hoa khoneha ho hlahisa holim 'hampe bonaletsang thepa, mohlala, mahlo a motho. Ho ka khaola ea uputsa ka leihlo microsurgery, linaoa femtosecond vysokoaperturnym ka thata-thata a tsitsinkela lense ka nako e tlase ho holim 'a leihlo la ka ntle ho baka tšenyo leha e le efe ka holim'a metsi, empa leihlo ka ho timetsa tse bonahalang ka botebo ka laoloa. The boreleli holim 'a cornea, e leng ea bohlokoa bakeng sa Pono ntse e eme. The uputsa e arohane le tlaase, ka ka nako eo ho hula ho fihlela ho holim'a metsi lense excimer tham mong bang laser eaba ba etsa. dikopo tse ding tsa bongaka e kenyeletsa ho buuoa tebang ho kenella ka hare ka a letlalo, hammoho le ho sebelisa mefuta e itseng ea Optical momahana tomography.

lasers femtosecond

lasers Femtosecond saense sebelisoa ho excite le tham mong bang laser thipitlo spectroscopy, khanyang spectroscopy le qeto ya ntango, 'me le bakeng sa ho etsa lipatlisiso akaretsang thepa. Ho phaella moo, ba ba ho hlokahala bakeng sa ho hlahisa femtosecond maqhubu a khekheng hlokahala ka metrology le lithuto tsa kakaretso. E mong oa dikopo ba sebele ka nakoana e tla ba lioache athomo ea satellitari GPS ba moloko o mocha, e leng tla eketsa ho nepahala boemo.

Single maqhubu faeba ka laser o etsoa ka linewidth spectral ka tlase ho 1 kHz. sesebediswa ee e hlollang le e nyenyane ea matla a mahlaseli khumo ho tloha 10 MW ho 1mon. O fumana ya kopo tšimong ea puisano, metrology (mohlala, ka faeba gyroscopes) le spectroscopy.

Ke eng e tlang?

Ha e le dikopo tse ding ho etsa lipatlisiso, ho ke sa ntse e le ngata ba bona ba ithutileng tsona. Mohlala, boenjiniere le sesole, e leng e ka sebediswa libakeng tse ling, e leng e na le ka kopantseng ka libalaka faeba-tham mong bang laser ho fumana khanya phahameng sebedisa lehafing kapa spectral motswako. Ka lebaka leo, matla a ho feta e fihlellwa ka e le 'ngoe-mokgwa wa toloki.

Tlhahiso ea faeba lasers o hōla ka potlako, haholo-holo bakeng sa litlhoko tsa likoloi indasteri. Hape, ho na le Phetolo a maqheka bao e seng fibrous faeba. Ho phaella ho lintlafatso kakaretso ka theko le tshebetso, ho na le ho feta e sebetsang femtosecond le mehloli supercontinuum. Faeba lasers lula niches ho feta 'me e be e le mohloli oa Ntlafatso ya mefuta e meng ea lasers.