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Laser à fibreLa technologie montre de larges perspectives d'application et de grands avantages techniques dans le système de communication de fibre de multiplexage à haute vitesse et grande capacité, la technologie de détection de fibre de haute précision et le laser haute puissance. La recherche de la technologie de la fibre optique a été accordée de plus en plus d'attention par tous les pays du monde, et son domaine d'application s'est rapidement étendu du réseau de communication par fibre optique le plus mature à d'autres domaines d'application laser plus larges.
Les types de fibres optiques, les lasers à fibre peuvent être divisés en: lasers à fibre cristalline. Le matériau de travail est la fibre de cristal laser, principalement le laser à fibre monocristallin rubis et le laser à fibre monocristalline Nd3 +:YAG. Laser à fibre optique non linéaire. Il existe principalement des lasers à fibre à diffusion Raman stimulés et des lasers à fibre à diffusion Brillouin stimulés. Laser à fibre dopé aux terres rares. Le matériau de la matrice de la fibre est du verre et le laser à fibre est fabriqué en dopant des ions de terres rares dans la fibre pour l'activer. Laser fibre plastique. Un laser à fibre est fabriqué en dopant un colorant laser dans le noyau ou le revêtement de la fibre optique en plastique.
La structure du laser à fibre est la même que celle des lasers à gaz solides et traditionnels. La fibre optique est essentiellement composée de trois éléments de base: source de pompe, milieu de gain et cavité résonnante. Généralement, haute puissanceLaser semi-conducteur(LD) est utilisé comme source de pompe et le milieu de gain est une fibre dopée aux terres rares ou une fibre non linéaire ordinaire. La cavité résonnante peut être composée d'éléments de rétroaction optique tels qu'un réseau de fibre ou diverses cavités résonnantes annulaires. La lumière de la pompe est couplée dans la fibre de gain à travers un système optique approprié. Après avoir absorbé la lumière de la pompe, la fibre de gain forme une inversion du nombre de particules ou un gain non linéaire, et la lumière d'émission spontanée générée par une émission spontanée est soumise à une amplification stimulée et à une sélection de mode de la cavité résonnante, et enfin une sortie laser stable est formée.
En tant que représentant de la technologie laser de troisième génération, la fibre optique présente les avantages suivants: Premièrement, les avantages de la miniaturisation et de l'intensification apportés par le faible coût de fabrication, Technologie mature et la flexibilité de la fibre de verre; Deuxièmement, la fibre de verre n'a pas besoin de l'adaptation de phase stricte de la lumière de pompe incidente comme le cristal, qui est due
À la large bande d'absorption causée par l'élargissement inégal causé par la division Stark du substrat de verre. Troisièmement, le matériau du verre a un rapport volume-surface extrêmement faible, une dissipation thermique rapide et une faible perte, de sorte que l'efficacité de conversion est élevée et le seuil laser est faible. Quatrièmement, il existe de nombreuses longueurs d'onde laser de sortie: c'est parce que les niveaux d'énergie des ions de terres rares sont très riches et qu'il existe de nombreux types d'ions de terres rares; Cinquième, accordabilité: en raison du large niveau d'énergie des ions de terres rares et du large spectre de fluorescence de la fibre de verre. Sixièmement, comme il n'y a pas de lentille optique dans la cavité résonnante du laser à fibre, elle présente les avantages d'une stabilité sans ajustement, sans entretien et élevée, qui est inégalée par les lasers traditionnels. Septièmement, la fibre optique est exportée, de sorte que le laser peut facilement être compétent pour diverses applications de traitement de l'espace multidimensionnel et arbitraire, et la conception du système mécanique devient très simple. Huitième, être compétent dans un environnement de travail difficile et avoir une tolérance élevée pour la poussière, les chocs, les chocs, l'humidité et la température. Neuvième, il n'y a pas besoin de réfrigération thermoélectrique et de refroidissement par eau, juste de refroidissement par air simple. Dixième efficacité électro-optique élevée: l'efficacité électro-optique globale est aussi élevée que 20%, ce qui permet d'économiser considérablement la consommation d'énergie et le coût de fonctionnement. Le onzième laser à fibre de haute puissance actuellement commercialisé est de six kilowatts.
La tendance de développement des lasers à fibre à l'avenir se reflétera dans ce qui suitAspects: Premièrement, améliorer les performances des lasers à fibre: par exemple, améliorer la puissance de sortie et l'efficacité de conversion, optimiser la qualité du faisceau, raccourcir la longueur de la fibre de gain, améliorer la stabilité du système et le rendre plus compact, Les objectifs ci-dessus seront au centre des recherches futures dans le domaine des lasers à fibre; Deuxièmement, le développement d'un nouveau type de laser à fibre: Dans le domaine temporel, le laser à fibre ultra-pulsé à verrouillage par impulsion avec un cycle de service plus petit a toujours été un point chaud de recherche dans le domaine du laser. Le laser à fibre à impulsion femtoseconde haute puissance a toujours été un objectif à long terme. La percée dans ce domaine peut non seulement fournir une source de lumière idéale pour le multiplexage par répartition du temps de communication optique (OTDM), mais également promouvoir efficacement le développement du traitement laser, marquage laser et cryptage laser et autres industries connexes. Dans le domaine fréquentiel, le laser à fibre optique accordable avec sortie à large bande deviendra un point chaud de recherche. On peut prédire qu'avec l'amélioration des technologies connexes, les lasers à fibre se développeront dans un domaine plus large et pourraient devenir une nouvelle génération de sources lumineuses pour remplacer les lasers à semi-conducteurs et les lasers à semi-conducteurs, formant une nouvelle industrie.
