Основни принципједномодни влакнасти ласери
Генерација ласера захтева испуњавање три основна услова: инверзију насељености, одговарајућу резонантну шупљину и достизањеласерпраг (добитак светлости у резонантној шупљини мора бити већи од губитка). Механизам рада једномодних влакнастих ласера је управо заснован на овим фундаменталним физичким принципима и постиже оптимизацију перформанси кроз посебну структуру влакнастих таласовода.
Стимулисано зрачење и инверзија насељености су физичка основа за генерисање ласера. Када се светлосна енергија коју емитује извор пумпе (обично полупроводничка ласерска диода) убризга у влакно за појачање допирано јонима ретких земаља (као што су итербијум Yb³⁺, ербијум Er³⁺), јони ретких земаља апсорбују енергију и прелазе из основног у побуђено стање. Када број јона у побуђеном стању премаши број јона у основном стању, формира се стање инверзије насељености. У овом тренутку, упадни фотон ће покренути стимулисано зрачење јона у побуђеном стању, генеришући нове фотоне исте фреквенције, фазе и правца као и упадни фотон, чиме се постиже оптичко појачавање.
Главна карактеристика једног модавлакнасти ласерилежи у њиховом изузетно фином пречнику језгра (типично 8-14μm). Према теорији таласне оптике, такво фино језгро може омогућити стабилан пренос само једног мода електромагнетног поља (тј. основног мода LP₀₁ или HE₁₁ мода), односно једног мода. Ово елиминише проблем интермодалне дисперзије који постоји у вишемодним влакнима, односно феномен ширења импулса узрокован простирањем различитих модова различитим брзинама. Са становишта карактеристика преноса, разлика путање светлости која се простира дуж аксијалног правца у једномодним оптичким влакнима је изузетно мала, што чини да излазни сноп има савршену просторну кохеренцију и Гаусову расподелу енергије, а фактор квалитета снопа M² може се приближити 1 (M²=1 за идеалан Гаусов сноп).
Фибер ласери су изузетни представници треће генерацијеласерска технологија, који користе стаклена влакна допирана ретким земним елементима као медијум за појачање. Током последње деценије, једномодни влакнасти ласери заузимају све важнији удео на глобалном тржишту ласера, захваљујући својим јединственим предностима у перформансама. У поређењу са вишемодним влакнастим ласерима или традиционалним чврстим ласерима, једномодни влакнасти ласери могу генерисати идеалан Гаусов сноп са квалитетом снопа близу 1, што значи да сноп може скоро достићи теоријски минимални угао дивергенције и минималну фокусирану тачку. Ова карактеристика га чини незаменљивим у областима обраде и мерења које захтевају високу прецизност и низак термички утицај.
Време објаве: 19. новембар 2025.