Osnovni principjednomodni vlaknasti laseri
Generiranje lasera zahtijeva ispunjavanje tri osnovna uvjeta: inverziju naseljenosti, odgovarajuću rezonantnu šupljinu i postizanjelaserprag (pojačanje svjetlosti u rezonantnoj šupljini mora biti veće od gubitka). Mehanizam rada jednomodnih vlaknastih lasera upravo se temelji na tim temeljnim fizičkim principima i postiže optimizaciju performansi putem posebne strukture vlaknastih valovoda.
Stimulirano zračenje i inverzija naseljenosti fizička su osnova za generiranje lasera. Kada se svjetlosna energija koju emitira izvor pumpe (obično poluvodička laserska dioda) ubrizga u vlakno za pojačanje dopirano rijetkim zemnim ionima (kao što su iterbij Yb³⁺, erbij Er³⁺), rijetki zemni ioni apsorbiraju energiju i prelaze iz osnovnog stanja u pobuđeno stanje. Kada broj iona u pobuđenom stanju premaši broj iona u osnovnom stanju, formira se stanje inverzije naseljenosti. U tom trenutku, upadni foton će pokrenuti stimulirano zračenje iona u pobuđenom stanju, generirajući nove fotone iste frekvencije, faze i smjera kao i upadni foton, čime se postiže optičko pojačanje.
Glavna značajka jednomodnogvlaknasti laserileži u njihovom izuzetno finom promjeru jezgre (obično 8-14 μm). Prema teoriji valne optike, takva fina jezgra može omogućiti stabilan prijenos samo jednog moda elektromagnetskog polja (tj. temeljnog moda LP₀₁ ili HE₁₁ moda), odnosno jednomodnog. To eliminira problem intermodalne disperzije koji postoji u višemodnim vlaknima, odnosno fenomen širenja impulsa uzrokovan širenjem različitih modova različitim brzinama. S gledišta karakteristika prijenosa, razlika puta svjetlosti koja se širi duž aksijalnog smjera u jednomodnim optičkim vlaknima izuzetno je mala, što čini izlazni snop savršenim prostornim koherentnim i Gaussovim raspodjelama energije, a faktor kvalitete snopa M² može se približiti 1 (M²=1 za idealni Gaussov snop).
Vlaknasti laseri su izvanredni predstavnici treće generacijelaserska tehnologija, koji koriste staklena vlakna dopirana rijetkim zemnim elementima kao medij za pojačanje. Tijekom proteklog desetljeća, jednomodni vlaknasti laseri zauzeli su sve važniji udio na globalnom tržištu lasera, zahvaljujući svojim jedinstvenim prednostima u performansama. U usporedbi s višemodnim vlaknastim laserima ili tradicionalnim laserima u čvrstom stanju, jednomodni vlaknasti laseri mogu generirati idealnu Gaussovu zraku s kvalitetom zrake blizu 1, što znači da zraka gotovo može dosegnuti teoretski minimalni kut divergencije i minimalnu fokusiranu točku. Ova značajka čini ga nezamjenjivim u područjima obrade i mjerenja koja zahtijevaju visoku preciznost i nizak toplinski utjecaj.
Vrijeme objave: 19. studenog 2025.