Der Faserlaser ist ein faserbasierter Laser, der die seltenen Erden-Metallionen (wie Palladium, Titanium, etc.) in der Faser als Gewinnmedium verwendet, um die Laserausgabe durch Faserregelung zu erreichen. Im Vergleich zu herkömmlichen Feststofflasern und Gaslasern hat es kleine Größe, hohe Effizienz und gute Strahlqualität, die in der Industrie, Medizin und Kommunikation weit verbreitet wird.

1. Arbeitsprinzip

　　FaserlaserDer Kernteil ist das optische Gewinnmedium. Gewinnmedien sind in der Regel optische Fasern mit seltenen Erden-Metallionen, wie z. B. dopierte Palladium-Fasern. Das Arbeitsprinzip kann in folgende Schritte unterteilt werden:

1, Pumpenlichtquelle: Sie benötigen eine externe Pumpenlichtquelle, die normalerweise einen Diodenlaser (DiodeLaser) als Pumpenquelle verwendet, um die emittierte Optik in die Verstärkungsfaser zu koppeln. Die Wellenlänge der Pumpenlichtquelle entspricht in der Regel dem Absorptionsspitze des Verstärkungsmediums.

2, optisches Gewinnmedium: Die Photonen der Pumpenlichtquelle werden von seltenen Erdmetallionen (wie Palladium-Ionen) in der optischen Faser absorbiert, so dass sie vom Grundzustand in den angeregten Zustand überschreiten. Ein angeregtes Ion hat eine hohe Energie und kann sowohl spontane als auch stimulierte Strahlung erzeugen.

3, stimulierte Strahlung und Laserverstärkung: Hochenergetische Ionen im Verstärkungsmedium nach der Kollision mit anderen Photonen treten stimulierte Strahlungsphänomene auf, d. h. ein Photon verursacht eine Photonenemission mit der gleichen Frequenz, der gleichen Phase und der gleichen Richtung, um einen Laser zu bilden. Der Laser wird verstärkt, wenn diese stimulierte Strahlungswelle mit der reflektierenden Oberfläche in der Faser im Verstärkungsmedium interagiert.

4, Laserausgang: Nach mehreren Wechselwirkungen zwischen Reflexion und Licht im Verstärkungsmedium erhöht sich die Energie der Lichtwelle allmählich und bildet schließlich einen hochenergetischen Laserstrahl durch den Ausgangsanschluss der Faser.

II. Anwendungsbereiche

1, industrielle Verarbeitung: Faserlaser werden weit verbreitet in industriellen Bereichen wie Metallschneiden, Schweißen, Gravieren und Oberflächenbehandlung. Aufgrund seiner hohen Leistung, hohen Effizienz und präzisen Strahlqualität ist es ein wichtiges Werkzeug in der modernen Fertigung. Zum Beispiel zum Präzisionsschneiden von Platten, Blechen und dicken Metallteilen sowie zum Lasermarkieren und Laserbohren.

Kommunikationsbereich: Es gibt wichtige Anwendungen in der Faserkommunikation. Durch eine hohe Ausgangsleistung, geringere Geräusche und gute Modulationseigenschaften können die Signalübertragungsqualität und die Bandbreite des Kommunikationssystems verbessert werden. Insbesondere dopierte Faserverstärker (EDFA) in der Langstreckenfaserkommunikation können die Signalverstärkung und die verlustfreie Übertragung erreichen und sind ein Schlüsselkomponent moderner Faserkommunikationssysteme.

Medizinischer Bereich: Lasertherapie und Diagnose in der Medizin. Beispielsweise kann eine Laserchirurgie Gewebe mit einem hochpräzisen Laser schneiden oder verbrennen, um Erkrankungen wie die Augen- und Dermatologie zu behandeln. Darüber hinaus wird es in der Laser-Gefäßtherapie, Tumorbehandlung, Endoskopie usw. angewendet.

Wissenschaftliche Forschung: Es wird auch in verschiedenen wissenschaftlichen Experimenten verwendet, wie Laserspektroskopie, Quantenexperimente, nichtlineare optische Forschung usw. Aufgrund seiner Stabilität und Einstellbarkeit wird es in hochpräzisen Experimenten weit verbreitet.

Insgesamt sind Faserlaser durch ihre hohe Leistung, hohe Strahlqualität und breite Anwendungsmöglichkeiten zu einem wichtigen Gerät in der modernen Technologie geworden. Mit der Entwicklung der Wissenschaft und Technologie verbessert sich ihre Leistung kontinuierlich. In Zukunft wird es zu höherer Leistung, kleinerem Volumen, besserer Stabilität und höherer Effizienz gehen.