Základní principjednomódové vláknové lasery
Generování laseru vyžaduje splnění tří základních podmínek: inverzi populace, vhodnou rezonanční dutinu a dosaženílaserprahová hodnota (zisk světla v rezonanční dutině musí být větší než ztráta). Pracovní mechanismus jednomódových vláknových laserů je založen právě na těchto základních fyzikálních principech a dosahuje optimalizace výkonu díky speciální struktuře vláknových vlnovodů.
Stimulované záření a populační inverze jsou fyzikálním základem pro generování laserů. Když je světelná energie emitovaná zdrojem (obvykle polovodičovou laserovou diodou) vstřikována do zesilovacího vlákna dopovaného ionty vzácných zemin (jako je ytterbium Yb³⁺, erbium Er³⁺), ionty vzácných zemin absorbují energii a přecházejí ze základního stavu do excitovaného stavu. Když počet iontů v excitovaném stavu překročí počet iontů v základním stavu, vzniká stav populační inverze. V tomto bodě dopadající foton spustí stimulované záření iontu v excitovaném stavu, čímž generuje nové fotony se stejnou frekvencí, fází a směrem jako dopadající foton, čímž se dosáhne optického zesílení.
Hlavní vlastností singlemódovéhovláknové laseryspočívá v jejich extrémně malém průměru jádra (obvykle 8-14 μm). Podle teorie vlnové optiky může takové jemné jádro umožnit stabilní přenos pouze jednoho módu elektromagnetického pole (tj. základního módu LP₀₁ nebo HE₁₁), tj. jednoho módu. Tím se eliminuje problém intermodální disperze existující u vícemódových vláken, tj. jev rozšíření pulzu způsobený šířením různých módů různými rychlostmi. Z hlediska přenosových charakteristik je dráhový rozdíl světla šířícího se podél axiálního směru v jednomódových optických vláknech extrémně malý, což způsobuje, že výstupní paprsek má dokonalou prostorovou koherenci a Gaussovo rozložení energie a faktor kvality paprsku M² se může blížit 1 (M²=1 pro ideální Gaussův paprsek).
Vláknové lasery jsou vynikajícími představiteli třetí generacelaserová technologie, které jako zesilovací médium používají skleněná vlákna dopovaná prvky vzácných zemin. V posledním desetiletí zaujímají jednomódové vláknové lasery stále důležitější podíl na globálním trhu s lasery díky svým jedinečným výkonnostním výhodám. Ve srovnání s vícemódovými vláknovými lasery nebo tradičními pevnolátkovými lasery mohou jednomódové vláknové lasery generovat ideální Gaussův paprsek s kvalitou paprsku blízkou 1, což znamená, že paprsek může dosáhnout téměř teoretického minimálního úhlu divergence a minimálního zaostřeného bodu. Tato vlastnost je činí nenahraditelnými v oblastech zpracování a měření, které vyžadují vysokou přesnost a nízký tepelný dopad.
Čas zveřejnění: 19. listopadu 2025