เกือบทั้งหมด ไฟเบอร์เลเซอร์และเครื่องเสริมเสียงพึ่งพากับเส้นใยกระจกที่ปรับปรุงด้วยไอออนดินหายากที่ทํางานด้วยเลเซอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายในภูมิภาคแกนใยอิออนเหล่านี้ดูดซึมแสงปั๊ม โดยทั่วไปในความยาวคลื่นที่สั้นกว่าเลเซอร์หรือความยาวคลื่นของเครื่องขยายเสียง (ยกเว้นเลเซอร์การแปลงขึ้น)สายใยพิเศษเหล่านี้มักจะเรียกว่า "สายใยที่ทํางาน" หรือ "สายใยเลเซอร์และสายเติบโต"" เป็นสื่อการเพิ่มประสิทธิภาพสูง เนื่องจากการจํากัดแสงที่แข็งแกร่งในโครงสร้างสายไฟเบอร์.
สายใยที่ปรับปรุงด้วยธาตุหายากรวมไอออน เช่น อิเทอร์บีอุม (Yb), อีร์บีอุม (Er), และทูเลียม (Tm) ลงในแกนใยใย, ให้คุณสมบัติที่มีกิจกรรมเลเซอร์ที่โดดเด่นสายใยเหล่านี้ให้:
| อิออน | กระจกเจ้าตัวทั่วไป | ระยะความยาวคลื่นการปล่อย |
|---|---|---|
| ไทเทอร์เบียม (Yb3+) | กระจกซิลิแคต | 1.0 ∙ 1.1 μm |
| Erbium (Er3+) | กระจกซิลิแคต/ฟอสฟาต/ฟลอไรด์ | 1.5·1.6 μm, 2.7 μm |
| ธูเลียม (Tm3+) | กระจกซิลิแคต / เจอร์มาเนต / ฟลอรได | 1.7 ละ 2.1 μm |
| นีโอดีเมียม (Nd3+) | กระจกซิลิแคต/ฟอสฟาต | 00,9 ‰ 1,35 μm |
ในทางเทคโนโลยี การนําไปใช้ที่สําคัญที่สุดประกอบด้วย เครื่องขยายไฟเบอร์ที่มีสารเออร์บีียม (EDFA) สําหรับโทรคมนาคมและไฟเบอร์ที่มีสารเออร์บีียมสําหรับเลเซอร์อุตสาหกรรมพลังงานสูง
องค์ประกอบทางเคมีของกระจกเจ้าภาพมีอิทธิพลอย่างสําคัญต่อการทํางานของเส้นใยผ่าน:
กระจกที่ใช้กันทั่วไปประกอบด้วยซิลิแคต (ความแข็งแรงทางกล) ฟอสฟาต (พลังงานโฟนอนต่ํา) และฟลอรไดด์ (ความโปร่งใสกลาง IR) ทุกชนิดมีข้อเสนอขายที่แตกต่างกัน
วิศวกรมักใช้เทคนิคการใช้ยาด๊อปปิ้ง เพื่อเพิ่มผลงานของเส้นใย
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง, สายใย Er: Yb co-doped ยอมให้ความยาวของอุปกรณ์ที่สั้นโดยรวมการดูดซึมปั๊ม 980 nm (ผ่าน Yb) กับการปล่อย 1.5 μm (จาก Er) ที่เหมาะสมสําหรับเลเซอร์ความถี่เดียวที่คอมแพคต์
สายใยประสิทธิภาพต้องการการระบุลักษณะที่เชี่ยวชาญมากกว่าสายใยทางออปติกธรรมดา
เทคนิคการวัดประกอบด้วยการดูดซึมแสงสีขาว, การวิเคราะห์แสงสว่างผ่านทฤษฎีแมคคัมเบอร์, และการวัดการพังของแสงสว่างจากปั๊มกระแทก
การปรับปรุงอุปกรณ์ต้องการการแก้ไขความซับซ้อนหลายอย่าง:
ดังนั้น เครื่องมือจําลองที่ซับซ้อนที่มีข้อมูลไฟเบอร์ที่ครบถ้วนจึงจําเป็นสําหรับการพัฒนาการออกแบบเลเซอร์และเครื่องขยายเสียงที่มีประสิทธิภาพ
ความก้าวหน้าต่อเนื่องในเส้นใยที่ใช้ธาตุหายากจะผลักดันความก้าวหน้าไปสู่ผลิตพลังงานที่สูงขึ้น การครอบคลุมสายสีที่กว้างกว่า และอุปกรณ์ที่คอมพักทัดมากกว่า,การใช้ในด้านการแพทย์ และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์
เกือบทั้งหมด ไฟเบอร์เลเซอร์และเครื่องเสริมเสียงพึ่งพากับเส้นใยกระจกที่ปรับปรุงด้วยไอออนดินหายากที่ทํางานด้วยเลเซอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายในภูมิภาคแกนใยอิออนเหล่านี้ดูดซึมแสงปั๊ม โดยทั่วไปในความยาวคลื่นที่สั้นกว่าเลเซอร์หรือความยาวคลื่นของเครื่องขยายเสียง (ยกเว้นเลเซอร์การแปลงขึ้น)สายใยพิเศษเหล่านี้มักจะเรียกว่า "สายใยที่ทํางาน" หรือ "สายใยเลเซอร์และสายเติบโต"" เป็นสื่อการเพิ่มประสิทธิภาพสูง เนื่องจากการจํากัดแสงที่แข็งแกร่งในโครงสร้างสายไฟเบอร์.
สายใยที่ปรับปรุงด้วยธาตุหายากรวมไอออน เช่น อิเทอร์บีอุม (Yb), อีร์บีอุม (Er), และทูเลียม (Tm) ลงในแกนใยใย, ให้คุณสมบัติที่มีกิจกรรมเลเซอร์ที่โดดเด่นสายใยเหล่านี้ให้:
| อิออน | กระจกเจ้าตัวทั่วไป | ระยะความยาวคลื่นการปล่อย |
|---|---|---|
| ไทเทอร์เบียม (Yb3+) | กระจกซิลิแคต | 1.0 ∙ 1.1 μm |
| Erbium (Er3+) | กระจกซิลิแคต/ฟอสฟาต/ฟลอไรด์ | 1.5·1.6 μm, 2.7 μm |
| ธูเลียม (Tm3+) | กระจกซิลิแคต / เจอร์มาเนต / ฟลอรได | 1.7 ละ 2.1 μm |
| นีโอดีเมียม (Nd3+) | กระจกซิลิแคต/ฟอสฟาต | 00,9 ‰ 1,35 μm |
ในทางเทคโนโลยี การนําไปใช้ที่สําคัญที่สุดประกอบด้วย เครื่องขยายไฟเบอร์ที่มีสารเออร์บีียม (EDFA) สําหรับโทรคมนาคมและไฟเบอร์ที่มีสารเออร์บีียมสําหรับเลเซอร์อุตสาหกรรมพลังงานสูง
องค์ประกอบทางเคมีของกระจกเจ้าภาพมีอิทธิพลอย่างสําคัญต่อการทํางานของเส้นใยผ่าน:
กระจกที่ใช้กันทั่วไปประกอบด้วยซิลิแคต (ความแข็งแรงทางกล) ฟอสฟาต (พลังงานโฟนอนต่ํา) และฟลอรไดด์ (ความโปร่งใสกลาง IR) ทุกชนิดมีข้อเสนอขายที่แตกต่างกัน
วิศวกรมักใช้เทคนิคการใช้ยาด๊อปปิ้ง เพื่อเพิ่มผลงานของเส้นใย
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง, สายใย Er: Yb co-doped ยอมให้ความยาวของอุปกรณ์ที่สั้นโดยรวมการดูดซึมปั๊ม 980 nm (ผ่าน Yb) กับการปล่อย 1.5 μm (จาก Er) ที่เหมาะสมสําหรับเลเซอร์ความถี่เดียวที่คอมแพคต์
สายใยประสิทธิภาพต้องการการระบุลักษณะที่เชี่ยวชาญมากกว่าสายใยทางออปติกธรรมดา
เทคนิคการวัดประกอบด้วยการดูดซึมแสงสีขาว, การวิเคราะห์แสงสว่างผ่านทฤษฎีแมคคัมเบอร์, และการวัดการพังของแสงสว่างจากปั๊มกระแทก
การปรับปรุงอุปกรณ์ต้องการการแก้ไขความซับซ้อนหลายอย่าง:
ดังนั้น เครื่องมือจําลองที่ซับซ้อนที่มีข้อมูลไฟเบอร์ที่ครบถ้วนจึงจําเป็นสําหรับการพัฒนาการออกแบบเลเซอร์และเครื่องขยายเสียงที่มีประสิทธิภาพ
ความก้าวหน้าต่อเนื่องในเส้นใยที่ใช้ธาตุหายากจะผลักดันความก้าวหน้าไปสู่ผลิตพลังงานที่สูงขึ้น การครอบคลุมสายสีที่กว้างกว่า และอุปกรณ์ที่คอมพักทัดมากกว่า,การใช้ในด้านการแพทย์ และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์
