เลเซอร์ไฟเบอร์ในด้านการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง
เดอะเลเซอร์ไฟเบอร์หมายถึงเลเซอร์ที่ใช้เส้นใยแก้วที่เจือด้วยธาตุหายากเป็นตัวกลางในการขยายสัญญาณ เลเซอร์ไฟเบอร์สามารถพัฒนาได้จากเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ และหลักการทำงานคือ: ยกตัวอย่างเช่น เลเซอร์ไฟเบอร์แบบปั๊มตามแนวยาว ส่วนของเส้นใยที่เจือด้วยไอออนโลหะธาตุหายากจะถูกวางไว้ระหว่างกระจกสองบานที่มีค่าการสะท้อนแสงที่เลือกไว้ แสงปั๊มจะเข้าสู่เส้นใยจากกระจกด้านซ้าย กระจกด้านซ้ายจะส่งผ่านแสงปั๊มทั้งหมดและสะท้อนเลเซอร์อย่างสมบูรณ์ เพื่อใช้ประโยชน์จากแสงปั๊มอย่างมีประสิทธิภาพและป้องกันไม่ให้แสงปั๊มเกิดการสั่นพ้องและทำให้แสงเอาต์พุตไม่เสถียร กระจกด้านขวาจะยอมให้ส่วนของเลเซอร์ผ่านไปเพื่อสร้างการป้อนกลับของลำแสงเลเซอร์และได้เอาต์พุตเลเซอร์ โฟตอนที่ความยาวคลื่นของแสงปั๊มจะถูกดูดซับโดยตัวกลาง ทำให้เกิดการผกผันของจำนวนไอออน และในที่สุดก็สร้างการปล่อยแสงแบบกระตุ้นในตัวกลางเส้นใยที่เจือด้วยธาตุหายากเพื่อสร้างเลเซอร์ออกมา
คุณลักษณะของเลเซอร์ใยแก้ว: ประสิทธิภาพการเชื่อมต่อสูง เนื่องจากตัวกลางของเลเซอร์เองเป็นตัวกลางนำคลื่น ประสิทธิภาพการแปลงสูง เกณฑ์ต่ำ และผลการระบายความร้อนที่ดี มีช่วงการทำงานกว้าง การกระจายตัวที่ดี และความเสถียร เลเซอร์ใยแก้วยังสามารถเข้าใจได้ว่าเป็นตัวแปลงความยาวคลื่นที่มีประสิทธิภาพ กล่าวคือ แปลงความยาวคลื่นของแสงปั๊มไปเป็นความยาวคลื่นเลเซอร์ของไอออนธาตุหายากที่เจือปน ความยาวคลื่นเลเซอร์นี้คือความยาวคลื่นแสงเอาต์พุตของเลเซอร์ใยแก้วอย่างแม่นยำ ไม่ได้ถูกควบคุมโดยความยาวคลื่นของแสงปั๊ม แต่ถูกกำหนดโดยธาตุหายากที่เจือปนอยู่ในวัสดุเท่านั้น ดังนั้น เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีความยาวคลื่นสั้นและกำลังสูงต่างกัน ซึ่งสอดคล้องกับสเปกตรัมการดูดกลืนของไอออนธาตุหายาก สามารถนำมาใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงปั๊มเพื่อให้ได้เอาต์พุตเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นต่างกันได้
การจำแนกประเภทเลเซอร์ใยแก้ว: เลเซอร์ใยแก้วมีหลายประเภท โดยแบ่งตามตัวกลางขยายสัญญาณได้ดังนี้: เลเซอร์ใยแก้วเจือด้วยธาตุหายาก, เลเซอร์ใยแก้วแบบเอฟเฟกต์ไม่เชิงเส้น, เลเซอร์ใยแก้วผลึกเดี่ยว และเลเซอร์ใยแก้วพลาสติก โดยแบ่งตามโครงสร้างของใยแก้วได้ดังนี้: เลเซอร์ใยแก้วแบบชั้นเดียว และเลเซอร์ใยแก้วแบบสองชั้น โดยแบ่งตามธาตุเจือปนได้ดังนี้: มากกว่าสิบประเภท เช่น เออร์เบียม นีโอไดเมียม พราซีโอไดเมียม เป็นต้น โดยแบ่งตามวิธีการปั๊มได้ดังนี้: การปั๊มที่ปลายหน้าใยแก้ว, การปั๊มแบบคู่ขนานด้วยไมโครปริซึม, การปั๊มแบบวงแหวน เป็นต้น โดยแบ่งตามโครงสร้างของโพรงเรโซแนนซ์ได้ดังนี้: เลเซอร์ใยแก้วแบบโพรง FP, เลเซอร์ใยแก้วแบบโพรงวงแหวน, เลเซอร์แบบโพรงรูปตัว “8” เป็นต้น โดยแบ่งตามโหมดการทำงานได้ดังนี้: เลเซอร์ใยแก้วแบบพัลส์ และเลเซอร์แบบต่อเนื่อง เป็นต้น การพัฒนาเลเซอร์ใยแก้วกำลังเร่งตัวขึ้น ปัจจุบันมีเลเซอร์ใยแก้วหลากหลายประเภทเลเซอร์กำลังสูง, เลเซอร์พัลส์สั้นพิเศษ, และเลเซอร์ปรับความถี่ได้ที่มีความกว้างของเส้นสเปกตรัมแคบเทคโนโลยีเลเซอร์ใยแก้วกำลังทยอยเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง ต่อไปเลเซอร์ใยแก้วจะได้รับการพัฒนาไปในทิศทางที่ให้กำลังส่งออกสูงขึ้น คุณภาพลำแสงดีขึ้น และยอดพัลส์สูงขึ้น
วันที่เผยแพร่: 9 พฤษภาคม 2568