O laser de fibra é um laser baseado em fibra óptica que usa íons de metais de terras raras (como paládio, litânio, litânio, etc.) na fibra óptica como meio de ganho para obter saída laser por excitação de fibra óptica. Em comparação com o laser sólido tradicional e o laser a gás, ele tem pequena dimensão, alta eficiência, excelente qualidade do feixe e outras características, e tem sido amplamente utilizado na indústria, saúde, comunicações e outras áreas.

I. Princípio de funcionamento

　　Laser de fibra ópticaA parte central é o meio de ganho de fibra óptica. Os meios de ganho são geralmente fibras ópticas dopadas com íons de metais de terras raras, como fibras ópticas dopadas com palódio. O princípio de funcionamento pode ser dividido em várias etapas:

Fonte de luz da bomba: uma fonte de luz da bomba externa é necessária, geralmente o laser de diodo (DiodeLaser) é usado como fonte de bomba para acoplar a luz emitida na fibra óptica de ganho. O comprimento de onda da fonte de luz da bomba normalmente corresponde ao pico de absorção do meio de ganho.

2, meio de ganho de fibra óptica: os fótons da fonte de luz da bomba são absorvidos por íons de metais de terras raras (como íons de lítio) na fibra óptica, fazendo com que eles migrem do estado básico para o estado de excitação. Os íons excitados têm alta energia e são capazes de produzir radiação espontânea e estimulada.

3, radiação estimulada e amplificação a laser: íons de alta energia no meio de ganho após a colisão com outros fótons, o fenômeno de radiação estimulada ocorre, ou seja, um fóton provoca uma emissão de fótons da mesma frequência, fase e direção, formando o laser. Quando essa onda de radiação estimulada interage com a superfície refletida dentro da fibra óptica no meio de ganho, o laser é amplificado.

Saída laser: após a reflexão e múltiplas interações de luz no meio de ganho, a energia das ondas de luz aumenta gradualmente e, finalmente, forma um feixe laser de alta energia através da porta de saída da fibra óptica.

II. Área de aplicação

Processamento industrial: o laser de fibra é amplamente utilizado em áreas industriais como corte de metais, solda, gravação e tratamento de superfície. Devido à sua alta potência, eficiência e qualidade precisa do feixe, tornou-se uma ferramenta importante na fabricação moderna. Por exemplo, pode ser usado para corte de precisão de chapas finas, chapas e peças metálicas grossas, bem como para marcação a laser e perfuração a laser.

Área de comunicação: Há aplicações importantes na comunicação de fibra óptica. Devido à alta potência de saída, baixo ruído e boas características de modulação, a qualidade de transmissão de sinal e a largura de banda do sistema de comunicação podem ser melhoradas. Em particular, o amplificador de fibra óptica doped (EDFA) em comunicação de fibra óptica de longa distância, capaz de alcançar a amplificação do sinal e a transmissão sem perdas, é um componente chave em sistemas modernos de comunicação de fibra óptica.

Área médica: para o tratamento e diagnóstico a laser na medicina. Por exemplo, a cirurgia a laser pode cortar ou queimar tecidos com lasers de alta precisão para tratar doenças oculares, dermatológicas e outras. Além disso, ele também é usado em terapia vascular a laser, tratamento de tumores, exames endoscópicos, etc.

Pesquisa científica: também é usado em vários experimentos de pesquisa científica, como espectroscopia a laser, experimentos quânticos, pesquisa óptica não linear, etc. Devido à sua estabilidade e ajustabilidade, é amplamente utilizado em experimentos de alta precisão.

Em geral, o laser de fibra óptica, com sua alta eficiência, alta qualidade do feixe e amplas perspectivas de aplicação, tornou-se um equipamento importante na tecnologia moderna. À medida que a ciência e a tecnologia evoluem, seu desempenho continua a melhorar. No futuro, será avançado em direção a maior potência, menor volume, maior estabilidade e maior eficiência.