섬유 레이저기술은 고속 및 대용량 파장 분할 다중화 광섬유 통신 시스템, 고정밀 섬유 감지 기술 및 고출력 레이저에서 광범위한 응용 프로그램 전망과 큰 기술적 이점을 보여줍니다. 광섬유 기술의 연구는 세계의 모든 국가에서 점점 더 많은 관심을 받고 있습니다. 응용 분야는 가장 성숙한 광섬유 통신 네트워크에서 다른 더 넓은 레이저 응용 분야로 빠르게 확장되었습니다.
광섬유의 유형, 섬유 레이저는 결정 섬유 레이저로 나눌 수 있습니다. 작업 재료는 레이저 크리스탈 섬유, 주로 루비 단결정 섬유 레이저 및 Nd3 +:YAG 단결정 섬유 레이저입니다. 비선형 광섬유 레이저. 주로 자극 된 라만 산란 섬유 레이저와 자극 된 Brillouin 산란 섬유 레이저가 있습니다. 희토류 도핑된 섬유 레이저. 섬유의 매트릭스 재료는 유리이며, 섬유 레이저는 희토류 이온을 섬유에 도핑하여 활성화시켜 만듭니다. 플라스틱 섬유 레이저. 섬유 레이저는 레이저 염료를 플라스틱 광섬유의 코어 또는 클래딩에 도핑함으로써 제조된다.
섬유 레이저의 구조는 전통적인 고체 및 가스 레이저와 동일합니다. 광섬유는 기본적으로 펌프 소스, 이득 매체 및 공진 캐비티의 세 가지 기본 요소로 구성됩니다. 일반적으로 고출력반도체 레이저(LD) 는 펌프 소스로 사용되며, 이득 매체는 희토류 도핑 섬유 또는 일반 비선형 섬유입니다. 공진 공동은 섬유 격자 또는 다양한 링 공진 공동과 같은 광학 피드백 요소로 구성될 수 있다. 펌프 광은 적절한 광학 시스템을 통해 이득 섬유 내로 결합된다. 펌프 광을 흡수 한 후, 이득 섬유는 입자 수 반전 또는 비선형 이득을 형성하고, 자발적 방출에 의해 생성 된 자발적 방출 광은 공진 공동의 자극 된 증폭 및 모드 선택을 받는다. 마지막으로 안정적인 레이저 출력이 형성됩니다.
3 세대 레이저 기술의 대표로서, 광섬유는 다음과 같은 장점을 가지고 있습니다: 첫째, 낮은 제조 비용으로 인한 소형화 및 강화의 장점, 성숙한 기술과 유리 섬유의 유연성; 둘째, 유리 섬유는 크리스탈과 같은 입사 펌프 빛의 엄격한 위상 매칭을 필요로하지 않습니다.
유리 기판의 스타크 분할에 의해 야기되는 불균일한 확장에 의해 야기되는 넓은 흡수 대역에. 셋째, 유리 재료는 매우 낮은 부피 면적 비율, 빠른 열 방출 및 낮은 손실을 가지므로 변환 효율이 높고 레이저 임계 값이 낮습니다. 넷째, 많은 출력 레이저 파장이 있습니다: 이것은 희토류 이온의 에너지 수준이 매우 풍부하고 많은 종류의 희토류 이온이 있기 때문입니다. 다섯째, 조정성: 희토류 이온의 넓은 에너지 수준과 유리 섬유의 넓은 형광 스펙트럼으로 인해. 여섯째, 파이버 레이저의 공진 캐비티에 광학 렌즈가 없기 때문에 전통적인 레이저와 비교할 수없는 조정이없고 유지 보수가 없으며 높은 안정성의 장점이 있습니다. 일곱 번째는 광섬유가 수출되어 레이저가 다양한 다차원 및 임의 공간 처리 응용 분야에 쉽게 사용할 수 있으며 기계 시스템의 설계가 매우 간단 해집니다. 여덟 번째, 가혹한 작업 환경에서 유능하고, 먼지, 충격, 충격, 습도 및 온도에 대한 높은 내성이 있습니다. 아홉 번째, 열전 냉동 및 물 냉각이 필요 없으며 간단한 공기 냉각입니다. 열 번째, 높은 전기 광학 효율: 포괄적 인 전기 광학 효율은 20% 이상으로 높기 때문에 전력 소비 및 운영 비용을 크게 절약 할 수 있습니다. 11 번째, 고출력, 현재 상용화 된 섬유 레이저는 6 킬로와트입니다.
향후 파이버 레이저의 개발 추세는 다음과 같이 반영 될 것입니다.측면: 첫째, 파이버 레이저의 성능 향상: 예를 들어, 출력 전력 및 변환 효율 향상, 빔 품질 최적화, 게인 파이버의 길이 단축, 시스템의 안정성을 향상시키고 더 컴팩트하게, 위의 목표는 섬유 레이저 분야의 미래 연구의 초점이 될 것입니다. 둘째, 새로운 유형의 섬유 레이저 개발: 시간 영역에서, 더 작은 듀티 사이클을 가진 초단파 펄스 모드 잠금 광섬유 레이저는 항상 레이저 분야에서 연구 핫스팟이었습니다. 고출력 펨토초 펄스 섬유 레이저는 항상 장기적인 목표였습니다. 이 분야의 돌파구는 광 통신 시분할 다중화 (OTDM) 에 이상적인 광원을 제공 할뿐만 아니라 레이저 가공의 발전을 효과적으로 촉진 할 수 있습니다. 레이저 마킹 및 레이저 암호화 및 기타 관련 산업. 주파수 영역에서 광대역 출력을 가진 조정 가능한 광섬유 레이저는 연구 핫스팟이 될 것입니다. 관련 기술의 개선으로 파이버 레이저는 더 넓은 분야에서 발전 할 것이며 고체 레이저와 반도체 레이저를 대체 할 새로운 세대의 광원이 될 수 있다고 예측할 수 있습니다. 새로운 산업을 형성.
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