توسعه لیزر فیبر

طراحی فیبر

فیبرها بخش کلیدی سیستم های لیزر فیبر پیشرفته هستند. خصوصیات آنها مستقیماً در پارامترهای خروجی هر راه اندازی تجربی یا تجاری منعکس می شود. بنابراین، درک و بهبود طراحی فیبر یک بخش ضروری و فرخنده در توسعه لیزر فیبر است.

گروه تحقیقاتی ما عمدتاً بر روی طرح‌های فیبر برای لیزرهای فیبر پرقدرت پالسی متمرکز است و در نتیجه، کاهش اثرات غیرخطی انگلی هدف اصلی است. برای دستیابی به این امر، فیبرهای فعال با مناطق حالت بسیار بزرگ مورد نیاز است. علاوه بر این، اطمینان از عملکرد موثر تک حالته و در نتیجه کیفیت پرتو عالی بسیار مهم است. الیاف ریز ساختار دسته انتخابی برای رسیدن به این هدف هستند. اخیراً، یک رویکرد جدید برای مقیاس‌بندی حالت - میدان - ناحیه در گروه ما ایجاد شده است: جابجایی حالت‌های مرتبه بالاتر. جابجایی منجر به یک مزیت دوگانه می شود: تحریک حالت های مرتبه بالاتر توسط پرتو ورودی را کاهش می دهد و علاوه بر این، همپوشانی آنها را با ناحیه هسته فعال به حداقل می رساند. به این ترتیب، حالت بنیادی یک تحریک بهبود یافته و یک تقویت ترجیحی را تجربه می کند.

تصاویر میکروسکوپی (همه در مقیاس یکسان) از الف) فیبر شاخص پله استاندارد با هسته 6 میکرومتر و قطر خارجی 125 میکرومتر، ب) فیبر کریستال فوتونیک نوع میله هسته ای 85 میکرومتر با قطر هواکش 200 میکرومتر، و ج) هسته 108 میکرومتر فیبر گام بزرگ با قطر هواکش 340 میکرومتر.

به اصطلاح الیاف گام بزرگ اولین طرح های الیافی هستند که از مفهوم محلی سازی استفاده می کنند. آنها از یک ساختار فوتونیک متشکل از چند سوراخ هوا با ترتیب شش ضلعی با فواصل سوراخ به سوراخ بزرگ (شکل 1) برای دستیابی به مکان‌یابی حالت‌های درجه بالاتر استفاده می‌کنند. سادگی این طراحی فیبر، تکرارپذیری عالی را تضمین می کند. از آنجایی که طراحی فیبر بر اساس اثرات رزونانسی نیست، با افزایش فاصله سوراخ به سوراخ به راحتی مقیاس پذیر است. مقادیر بین 30 میکرومتر و 75 میکرومتر مشخص شده است که مربوط به قطر هسته تا 130 میکرومتر است. این فیبرهای تک حالته به طور مؤثر، نوار بالاترین میانگین توان خروجی به دست آمده با مناطق میدان بسیار بزرگ را به طور قابل توجهی افزایش دادند. از این رو، فیبرهای با گام بزرگ به عنوان ستون فقرات نسل بعدی سیستم های لیزر فیبر با انرژی پالس بسیار بالا و توان متوسط ​​شناخته می شوند.