Əsas prinsiptək rejimli lifli lazerlər
Lazerin yaradılması üç əsas şərtin yerinə yetirilməsini tələb edir: populyasiya inversiyası, uyğun rezonans boşluğu vəlazereşik (rezonans boşluğunda işığın qazancı itkidən çox olmalıdır). Tək rejimli lifli lazerlərin iş mexanizmi məhz bu fundamental fiziki prinsiplərə əsaslanır və lif dalğa bələdçilərinin xüsusi strukturu vasitəsilə performans optimallaşdırmasına nail olur.
Stimullaşdırılmış şüalanma və populyasiya inversiyası lazerlərin generasiyası üçün fiziki əsasdır. Nasos mənbəyi (adətən yarımkeçirici lazer diodu) tərəfindən yayılan işıq enerjisi nadir torpaq ionları (məsələn, Ytterbium Yb³⁺, erbium Er³⁺) ilə zənginləşdirilmiş gücləndirici lifinə yeridildikdə, nadir torpaq ionları enerjini udur və əsas vəziyyətdən həyəcanlanmış vəziyyətə keçir. Həyəcanlanmış vəziyyətdəki ionların sayı əsas vəziyyətdəki ionların sayından çox olduqda, populyasiya inversiyası vəziyyəti yaranır. Bu nöqtədə düşən foton həyəcanlanmış vəziyyət ionunun stimullaşdırılmış şüalanmasını tetikleyecek və düşən fotonla eyni tezlikdə, fazada və istiqamətdə yeni fotonlar yaradacaq və bununla da optik gücləndirməyə nail olacaq.
Tək rejimli rejimlərin əsas xüsusiyyətilif lazerlərionların son dərəcə incə nüvə diametrində (adətən 8-14μm) yerləşir. Dalğa optikası nəzəriyyəsinə görə, belə incə nüvə yalnız bir elektromaqnit sahə rejiminin (yəni, fundamental rejim LP₀₁ və ya HE₁₁ rejimi) sabit ötürülməsinə, yəni tək rejimə imkan verə bilər. Bu, çoxmodlu liflərdə mövcud olan intermodal dispersiya problemini, yəni müxtəlif rejimlərin müxtəlif sürətlə yayılmasının yaratdığı impuls genişlənməsi fenomenini aradan qaldırır. Ötürmə xüsusiyyətləri baxımından, tək rejimli optik liflərdə ox istiqamətində yayılan işığın yol fərqi olduqca kiçikdir ki, bu da çıxış şüasının mükəmməl fəza koherentliyinə və Qaus enerji paylanmasına malik olmasını təmin edir və şüa keyfiyyət əmsalı M² 1-ə yaxınlaşa bilər (ideal Qaus şüası üçün M²=1).
Lif lazerləri üçüncü nəslin görkəmli nümayəndələridirlazer texnologiyası, gücləndirici vasitə kimi nadir torpaq elementləri ilə aşqarlanmış şüşə liflərdən istifadə edir. Son on ildə tək rejimli lif lazerləri unikal performans üstünlükləri sayəsində qlobal lazer bazarında getdikcə daha vacib bir pay tutmuşdur. Çox rejimli lif lazerləri və ya ənənəvi bərk hal lazerləri ilə müqayisədə tək rejimli lif lazerləri şüa keyfiyyəti 1-ə yaxın olan ideal Qaus şüası yarada bilər ki, bu da şüanın nəzəri minimum divergensiya bucağına və minimum fokus nöqtəsinə demək olar ki, çata biləcəyi deməkdir. Bu xüsusiyyət onu yüksək dəqiqlik və aşağı istilik təsiri tələb edən emal və ölçmə sahələrində əvəzolunmaz edir.
Yazı vaxtı: 19 Noyabr 2025