Osnovno načeloenomodni vlakenski laserji
Za generiranje laserja so potrebni trije osnovni pogoji: inverzija populacije, ustrezna resonančna votlina in doseganjelaserprag (ojačanje svetlobe v resonančni votlini mora biti večje od izgube). Mehanizem delovanja enomodnih vlakenskih laserjev temelji prav na teh temeljnih fizikalnih načelih in dosega optimizacijo delovanja s posebno strukturo vlakenskih valovodov.
Stimulirano sevanje in populacijska inverzija sta fizikalna osnova za generiranje laserjev. Ko se svetlobna energija, ki jo oddaja črpalni vir (običajno polprevodniška laserska dioda), vbrizga v ojačevalno vlakno, dopirano z redkozemeljskimi ioni (kot sta iterbij Yb³⁺, erbij Er³⁺), redkozemeljski ioni absorbirajo energijo in preidejo iz osnovnega stanja v vzbujeno stanje. Ko število ionov v vzbujenem stanju preseže število ionov v osnovnem stanju, se oblikuje stanje populacijske inverzije. Na tej točki vpadni foton sproži stimulirano sevanje iona v vzbujenem stanju, kar ustvari nove fotone z enako frekvenco, fazo in smerjo kot vpadni foton, s čimer se doseže optično ojačanje.
Glavna značilnost enomodalnegavlakenski laserjileži v njihovem izjemno majhnem premeru jedra (običajno 8–14 μm). V skladu s teorijo valovne optike lahko tako drobno jedro omogoča stabilen prenos le enega načina elektromagnetnega polja (tj. osnovnega načina LP₀₁ ali HE₁₁), to je enomodnega. To odpravlja problem intermodalne disperzije, ki obstaja v večmodnih vlaknih, to je pojav širjenja impulzov, ki ga povzroča širjenje različnih načinov z različnimi hitrostmi. Z vidika prenosnih značilnosti je razlika poti svetlobe, ki se širi vzdolž aksialne smeri v enomodnih optičnih vlaknih, izjemno majhna, zaradi česar ima izhodni žarek popolno prostorsko koherenco in Gaussovo porazdelitev energije, faktor kakovosti žarka M² pa se lahko približa 1 (M²=1 za idealen Gaussov žarek).
Vlaknasti laserji so izjemni predstavniki tretje generacijelaserska tehnologija, ki kot ojačevalni medij uporabljajo steklena vlakna, dopirana z redkimi zemeljskimi elementi. V zadnjem desetletju so enomodni vlakenski laserji zaradi svojih edinstvenih prednosti v delovanju zavzeli vse pomembnejši delež na svetovnem trgu laserjev. V primerjavi z večmodnimi vlakenskimi laserji ali tradicionalnimi trdnostnimi laserji lahko enomodni vlakenski laserji ustvarijo idealen Gaussov žarek s kakovostjo žarka blizu 1, kar pomeni, da žarek lahko skoraj doseže teoretični minimalni kot divergence in minimalno fokusirano točko. Zaradi te lastnosti so nenadomestljivi na področjih obdelave in meritev, ki zahtevajo visoko natančnost in nizek toplotni vpliv.
Čas objave: 19. november 2025