ไฟเบอร์เลเซอร์ในด้านการสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติก

ไฟเบอร์เลเซอร์ในด้านการสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติก

การไฟเบอร์เลเซอร์หมายถึงเลเซอร์ที่ใช้ใยแก้วที่เจือด้วยแรร์เอิร์ธเป็นตัวกลางในการขยาย เลเซอร์ไฟเบอร์สามารถพัฒนาได้โดยอาศัยเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ และหลักการทำงานมีดังนี้ ยกตัวอย่างเลเซอร์ไฟเบอร์ที่ปั๊มตามยาว เส้นใยบางส่วนที่เจือด้วยไอออนของแรร์เอิร์ธถูกวางไว้ระหว่างกระจกสองบานที่มีค่าการสะท้อนแสงที่เลือกไว้ แสงปั๊มจะจับคู่กับใยแก้วจากกระจกด้านซ้าย กระจกด้านซ้ายจะส่งแสงปั๊มทั้งหมดและสะท้อนเลเซอร์จนหมด เพื่อใช้แสงปั๊มได้อย่างมีประสิทธิภาพ และป้องกันไม่ให้แสงปั๊มเกิดการสั่นพ้องและทำให้แสงที่ส่งออกไม่เสถียร กล้องเอนโดสโคปด้านขวาช่วยให้ส่วนเลเซอร์ผ่านเข้าไปได้เพื่อสร้างการตอบสนองของลำแสงเลเซอร์และรับแสงที่ส่งออก โฟตอนที่ความยาวคลื่นของปั๊มจะถูกดูดกลืนโดยตัวกลาง ทำให้เกิดการกลับทิศของจำนวนไอออน และสุดท้ายสร้างการปล่อยแสงที่ถูกกระตุ้นในตัวกลางใยแก้วที่เจือด้วยแรร์เอิร์ธเพื่อส่งออกเลเซอร์

คุณสมบัติของไฟเบอร์เลเซอร์: ประสิทธิภาพการจับคู่สูงเนื่องจากตัวกลางเลเซอร์เองเป็นสื่อนำคลื่น ประสิทธิภาพการแปลงสูง เกณฑ์ต่ำ และเอฟเฟกต์การกระจายความร้อนที่ดี มีช่วงการประสานงานกว้าง การกระจายและความเสถียรที่ดี ไฟเบอร์เลเซอร์สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นตัวแปลงความยาวคลื่นที่มีประสิทธิภาพ นั่นคือการแปลงความยาวคลื่นของแสงปั๊มเป็นความยาวคลื่นเลเซอร์ของไอออนแรร์เอิร์ธที่ถูกเจือปน ความยาวคลื่นเลเซอร์นี้คือความยาวคลื่นแสงเอาต์พุตของไฟเบอร์เลเซอร์โดยเฉพาะ ความยาวคลื่นนี้ไม่ได้รับการควบคุมโดยความยาวคลื่นของปั๊มและถูกกำหนดโดยองค์ประกอบการเจือปนแรร์เอิร์ธในวัสดุเท่านั้น ดังนั้น เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีความยาวคลื่นสั้นต่างกันและกำลังสูงที่สอดคล้องกับสเปกตรัมการดูดกลืนของไอออนแรร์เอิร์ธจึงสามารถใช้เป็นแหล่งปั๊มเพื่อรับเอาต์พุตเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นต่างกัน

การจัดประเภทเลเซอร์ไฟเบอร์: เลเซอร์ไฟเบอร์มีหลายประเภท โดยพิจารณาจากตัวกลางของเกน เลเซอร์ไฟเบอร์สามารถจำแนกได้เป็น: เลเซอร์ไฟเบอร์แบบแรร์เอิร์ธโดป เลเซอร์ไฟเบอร์เอฟเฟกต์ไม่เชิงเส้น เลเซอร์ไฟเบอร์คริสตัลเดี่ยว และเลเซอร์ไฟเบอร์พลาสติก โดยพิจารณาจากโครงสร้างไฟเบอร์ สามารถจำแนกได้เป็น: เลเซอร์ไฟเบอร์หุ้มชั้นเดียวและเลเซอร์ไฟเบอร์หุ้มสองชั้น โดยพิจารณาจากองค์ประกอบที่โดป สามารถจำแนกได้มากกว่าสิบประเภท เช่น เออร์เบียม นีโอดิเมียม เพรซิโอดิเมียม เป็นต้น โดยพิจารณาจากวิธีการปั๊ม สามารถจำแนกได้เป็น: การปั๊มหน้าไฟเบอร์ออปติก การปั๊มคัปปลิ้งออปติกด้านข้างไมโครปริซึม การปั๊มวงแหวน เป็นต้น โดยพิจารณาจากโครงสร้างของโพรงเรโซแนนซ์ สามารถจำแนกได้เป็น: เลเซอร์ไฟเบอร์โพรง FP เลเซอร์ไฟเบอร์โพรงวงแหวน เลเซอร์โพรงรูปตัว "8" เป็นต้น โดยพิจารณาจากโหมดการทำงาน สามารถจำแนกได้เป็น: ไฟเบอร์ออปติกแบบพัลส์และเลเซอร์ต่อเนื่อง เป็นต้น การพัฒนาเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังเร่งตัวขึ้น ปัจจุบันมีเลเซอร์ไฟเบอร์หลายประเภทเลเซอร์กำลังสูง, เลเซอร์พัลส์อัลตราสั้น, และเลเซอร์ปรับความกว้างเส้นแคบได้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง ต่อมา เลเซอร์ไฟเบอร์จะพัฒนาต่อไปในทิศทางของกำลังเอาต์พุตที่สูงขึ้น คุณภาพลำแสงที่ดีขึ้น และพีคพัลส์ที่สูงขึ้น