источник волоконного лазера

Источник волоконного лазера
Волоконные лазеры – это компактные, эффективные и надежные источники света, нашедшие широкое применение в самых разных областях, от медицины до промышленности. Но что же скрывается внутри этого прибора, что позволяет ему генерировать столь мощный и чистый луч света? Понимание принципа работы источника волоконного лазера поможет оценить его возможности и преимущества.
Активное сердце лазера: легированное волокно
Ключевым элементом любого волоконного лазера является специальное оптическое волокно, сердцевина которого легирована определенными ионами редкоземельных элементов, таких как иттербий (Yb), эрбий (Er) или тулий (Tm). Именно эти ионы и являются рабочими лошадками лазера. При воздействии внешнего источника накачки (обычно это диодный лазер), атомы этих ионов переходят в возбужденное состояние, накапливая энергию. Представьте это как множество маленьких пружинок, которые сжаты и готовы высвободить свою энергию.
Процесс генерации лазерного излучения
Когда накопленная энергия достигает определенного уровня, происходит спонтанное излучение света – пружинки распрямляются, испуская фотоны (частицы света). Эти фотоны, проходя через легированное волокно, стимулируют другие возбужденные ионы к излучению, создавая лавинообразный процесс усиления света. Образующийся луч света имеет строго определенную длину волны и высокую степень когерентности – все фотоны движутся синхронно, что и обеспечивает монохроматичность и направленность лазерного излучения. Для того чтобы выделить упорядоченный луч, используется резонатор - два зеркала, расположенные на концах волокна. Одно из зеркал частично пропускает свет, формируя выходной луч.
Накачка и охлаждение: залог стабильной работы
Для поддержания процесса генерации необходимо постоянно подпитывать лазер энергией. За это отвечает источник накачки – обычно высокоэффективный диодный лазер. Он непрерывно поставляет энергию, поддерживая рабочие ионы в возбужденном состоянии. Однако, при работе лазера выделяется тепло, поэтому для стабильной и безотказной работы необходима эффективная система охлаждения. В зависимости от мощности лазера, это может быть пассивное охлаждение (например, воздушное) или активное (жидкостное). Таким образом, источник волоконного лазера — это сложная, но вместе с тем довольно компактная система, сочетающая в себе легированное волокно, источник накачки и систему охлаждения.