Волоконні (фібровані) лазери
Волоконні (фібровані) лазери — це тип лазерів, у яких активне середовище (те, що генерує підсилення світла) знаходиться всередині оптичного волокна. Це одні з найсучасніших, ефективних і широко використовуваних лазерів у світі.
Основні компоненти волоконного лазера:
- Активне оптичне волокно
Волокно, доповане (леговане) рідкісноземельними елементами — найчастіше:- ербієм (Er),
- ітерієм (Yb),
- тулієм (Tm),
- неодимом (Nd).
- Джерело накачування (pump laser)
Постачає енергію (зазвичай лазерний діод), яка збуджує атоми у волокні. - Оптичні дзеркала (решітки Брега або фаски волокна)
Формують резонатор — світло відбивається багаторазово і підсилюється. - Оптичний вихід
Світло, що виходить після підсилення — це і є лазерне випромінювання.
Принцип роботи:
- Накачування: лазерні діоди подають енергію в активне волокно.
- Збудження: атоми у волокні переходять у збуджений стан.
- Випромінювання: збуджені атоми випромінюють фотони.
- Підсилення: фотони відбиваються між дзеркалами і підсилюють один одного.
- Лазерне випромінювання: виходить у вигляді вузького пучка світла з потрібними характеристиками.
Переваги волоконних лазерів:
- Висока ефективність (до 70%+)
- Добра якість променя (майже ідеальний Гаусів профіль)
- Компактність і надійність
- Не потребують юстування (на відміну від твердотілих лазерів)
- Можливість роботи у безперервному режимі (CW) та імпульсному режимі
- Висока потужність (десятки кВт і більше)
Застосування:
- Промисловість: різка, зварювання, маркування металів
- Телекомунікації: посилення сигналу в оптичному зв’язку (особливо ербієві)
- Медицина: хірургія, стоматологія
- Військова сфера: лазерна зброя, приціли
- Наукові дослідження: спектроскопія, лазерна локація