단일 모드 광섬유 레이저의 핵심 구조

핵심 구조단일 모드 파이버 레이저

단일 모드의 뛰어난 성능파이버 레이저이는 정밀한 내부 구조 설계에서 비롯됩니다. 모든 구성 요소 간의 효율적인 협력 작동은 안정적이고 고품질의 레이저 출력을 달성하는 기반이 됩니다.

예를 들어, 비교적 높은 전기광학 변환 효율을 가진 976nm 레이저를 사용하여 도핑된 광섬유를 대전시킨 다음, 빔 품질이 우수한 1064nm 시드 광을 사용하여 대전된 도핑된 광섬유를 유도하여 더 높은 에너지의 1064nm 레이저를 방출시킵니다. 필요한 1064nm 레이저 에너지가 높을수록 펌프 광원의 출력과 양이 더 많이 요구됩니다.

주요 구성 요소에 대한 자세한 설명

펌프의 에너지원은 다음과 같습니다.원자 램프보통반도체 레이저단일 모드 레이저는 방출 파장이 이득 매질의 흡수 피크 파장과 일치하는 다이오드입니다(예를 들어, 이터븀 도핑 광섬유는 915nm 또는 976nm 파장에 해당합니다). 단일 모드 레이저는 펌프 광원 또한 높은 공간적 결맞음을 가져야 합니다. 따라서 펌프 광이 미세한 단일 모드 광섬유 코어에 효율적으로 주입될 수 있도록 단일 모드 광섬유 결합 레이저 다이오드가 자주 사용됩니다.

2. 이득 섬유는 레이저 발생의 핵심 매체이며, 일반적으로 희토류 원소가 도핑된 석영 유리 섬유입니다. 흔히 사용되는 도핑 이온으로는 이터븀(Yb³⁺), 에르븀(Er³⁺), 툴륨(Tm³⁺) 등이 있으며, 이는 각각 다른 출력 파장 대역(예: 1064nm, 1550nm, 2μm 등)에 해당합니다. 이득 섬유의 길이는 고효율 광광 변환을 유지하면서 펌프광을 완전히 흡수할 수 있도록 정밀하게 설계해야 합니다.

3. 공진 공동의 가장 일반적인 구현 형태는 광섬유 브래그 격자 쌍입니다. 격자는 광섬유에 자외선 레이저 간섭 무늬를 조사하여 형성되며, 이로 인해 광섬유 중심 영역의 굴절률이 주기적으로 영구적으로 변화합니다. 격자의 주기와 길이를 제어함으로써 반사의 중심 파장과 대역폭을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 이러한 완전 광섬유 공진 공동 구조는 광학 렌즈와 같은 별도의 부품을 필요로 하지 않으므로 시스템의 안정성과 간섭 방지 기능을 크게 향상시킵니다.

4. 빔 콜리메이션 출력 시스템은 일반적으로 출력단 회절 격자 뒤쪽에 위치합니다. 이 시스템의 기능은 광섬유에서 방출되는 발산 레이저를 평행한 콜리메이션 광으로 변환하거나 작업 표면에 초점을 맞추는 것입니다. 이 시스템은 일반적으로 자체 초점 렌즈 또는 초소형 렌즈 그룹을 포함하며, 정렬 정확도를 보장하기 위해 정밀한 기계 구조를 채택합니다. 고품질 광학 설계는 수차를 효과적으로 줄이고 출력 빔이 우수한 가우시안 분포를 유지하도록 합니다.