파이버 레이저 개요

1. 핵심 정의 및 구조:

  · 파이버 레이저는 도핑된 광섬유 자체가 이득 매질로 작용하는 레이저로 정의되며, 이는 레이저가 단순히 파이버에 결합되는 시스템과 구별됩니다.

  · 핵심 구성 요소는 도핑된 섬유(일반적으로 Yb, Er, Tm 이온)와 통합 광학 공진기입니다.

2. 핵심 기술 및 장점:

  · 펌핑 방법: 레이저 다이오드 또는 기타 파이버 레이저를 사용하여 광학적으로 펌핑합니다.

  · 주요 구성 요소: 펌프 광의 효율적인 결합을 위해 이중 클래드 섬유가 사용됩니다.

  · 공진기 구현: 엔드 미러, 파이버 루프 미러, 파이버 브래그 격자(FBG)를 포함한 다양한 방법.

  · 주요 장점: 광섬유의 도파관 특성을 활용하여 높은 빔 품질, 높은 출력 전력 성능(CW/펄스), 고효율, 뛰어난 열 관리 및 컴팩트한 디자인을 제공합니다.

3. 작동 파장 및 응용 분야:

  · 1차 스펙트럼 범위: 근적외선(NIR)부터 중적외선(MIR)까지의 영역을 포괄합니다.

  · 광범위한 응용 분야: 광섬유 통신, 레이저 의학(예: 수술, 치료), LiDAR, 레이저 거리 측정, 고출력 레이저의 시드 소스 역할을 하고 고출력 연속파 재료 처리 시장(예: 절단, 용접, 적층 가공)을 지배합니다.

2. 레이저의 주요 출력 특성

일관된 증폭 과정은 다양한 응용 분야에 대한 적합성을 결정하는 고유한 상호 연관된 특성 세트를 레이저 광에 부여합니다.

1. 파장:

  · 이득 매질의 에너지 레벨 전환에 의해 결정됩니다.

  · 기존 레이저는 연X선용 특수 시스템을 포함하여 자외선(UV)에서 원적외선(FIR)까지 광범위한 스펙트럼을 포괄합니다.

  · 주파수 변환 기술을 통한 파장 유연성을 통해 단파장(리소그래피)부터 장파장(분광학) 응용 분야까지 적용할 수 있습니다.

2. 이득 대역폭:

  · 이득 매질이 증폭을 제공하는 파장(주파수) 범위.

  · 매우 다양함: 가스 레이저(예: HeNe)는 매우 좁은 대역폭(~GHz)을 갖는 반면, 고체 레이저(예: Ti:Sapphire)는 매우 넓은 대역폭(>100 THz)을 갖습니다.

  · 실제 사용 가능한 대역폭은 시스템 손실 및 캐비티 설계의 영향을 받습니다.

3. 단색성(스펙트럼 대역폭):

  · 레이저 출력의 스펙트럼 순도 또는 선폭을 나타냅니다.

  · 이득 대역폭과 공진기의 모드 선택 속성에 의해 공동으로 결정됩니다.

  · 세로 모드 간격은 Δν = c/(2nL)입니다. 다중 종방향 모드는 이득 대역폭 내에서 진동할 수 있습니다.

  · 단일 세로 모드 작동(높은 단색성) 달성: 캐비티 단축(Δν 증가) 또는 캐비티 내 주파수 선택 요소(예: 에탈론) 삽입.

  · 원격 감지, 분광학 및 주파수 표준과 같은 응용 분야에 매우 중요합니다.

4. 공간 및 시간 프로필:

  · 공간 프로필(가로 모드): 레이저 공동에 의해 결정됩니다. TEM?? 기본 모드(가우시안 빔)는 가장 작은 발산과 최고의 포커싱 가능성을 제공하는 이상적인 모드입니다.

  · 임시 프로필:

    · CW(연속파): 안정적인 출력 전력.

    · 펄스 작동: 출력은 펄스 폭(μs, ns, ps, fs)과 반복률(Hz)을 특징으로 하는 일련의 펄스입니다. 높은 피크 전력이 필요한 애플리케이션에 필수적입니다.

5. 시준(낮은 발산):

  · 레이저 빔은 발산이 매우 낮고 방향성이 높습니다. 특히 TEM?? 방법.

  · 이러한 높은 시준은 장거리 전송(예: 달 거리 측정)을 가능하게 하고 빔이 회절 제한 지점에 집중되도록 하여 현미경, 미세 기계 가공, 비선형 광학 및 리소그래피를 위한 매우 높은 출력 밀도를 생성합니다.

6. 출력 전력:

  · 평균 출력: CW 레이저의 경우 직접 제공됩니다. 펄스 레이저의 경우 (펄스 에너지 × 반복률)입니다.

  · 피크 전력: (펄스 에너지/펄스 지속 시간)과 동일하게 펄스 레이저에 매우 중요합니다. 중간 정도의 평균 전력이 있어도 초단파 펄스는 극도로 높은 피크 전력(예: GW 수준)을 생성할 수 있습니다.

  · 레이저의 주요 강점은 매우 작은 공간 영역(작은 지점) 및/또는 짧은 시간(펄스)에 높은 출력/에너지를 집중시켜 탁월한 강도 또는 광휘를 생성한다는 것입니다.

7. 일관성:

  · 고정상 관계를 갖는 유도 방출 광자의 복제된 특성에서 비롯됩니다.

  · 시간적 일관성: 단색성(선폭)과 직접적으로 관련됩니다. 선폭이 좁을수록 일관성 길이가 길어집니다. 간섭계 및 홀로그래피에 필수적입니다.

  · 공간적 일관성(Spatial Coherence): 빔의 파면에 걸쳐 서로 다른 지점 사이의 위상 관계를 나타냅니다. 고품질 레이저는 높은 공간 일관성을 나타냅니다.

   파이버 레이저 생산 및 관리에는 중요한 장치인 광섬유 융착 접속기가 필요합니다. 융착 접속기의 정렬 및 안정성은 파이버 레이저의 출력 전력 및 열 제어의 핵심 포인트가 됩니다. Shinho는 고객이 신뢰할 수 있는 장치를 얻을 수 있도록 최고 품질의 융착 접속기 S27 및 S37 시리즈를 제공합니다.