Włókno domieszkowane TModnosi się do światłowodu domieszkowanego zjony thulium (tm³⁺). To światłowód jest głównie używany do generowania lub wzmacniania światła wOkoło 1,9 do 2,1 mikrometrów (µm) Zakres długości fali, który jest wRegion średniej podczerwieni (Mid-IR).
Co to jest włókno domieszkowane TM?
Definicja:
A Włókno domieszkowane TMjest światłowodem, którego rdzeń jest domieszkowanyjony thulium (tm³⁺), które służą jako czynny medium laserowe lub wzmacniające ., gdy optycznie pompowane jony TM umożliwiają emisję lub wzmocnienie laserowe głównie w pobliżu1.9–2.1 µmdługości fali .
Zasada pracy
Pompowanie optyczne(Zwykle przy 790 nm lub 1200–1300 nm) podnieca jony tm³⁺ .
Jony thulium ulegają przejściom energii, które emitują fotony głównie w1.9–2.1 µmpasmo .
Ta emisja jest przydatna, ponieważ ten zakres długości fali ma niską absorpcję atmosferyczną i jest „bezpieczna oczu .”
Kluczowe właściwości optyczne
| Parametr | Typowa wartość |
|---|---|
| Długość fali emisji | ~ 1,9 do 2,1 µm |
| Długość fali pompy | Zwykle 790 nm lub 1200–1300 nm |
| Rozmiar rdzenia | Zwykle 6–10 µm (włókna pojedynczego trybu) |
| Piki absorpcyjne | Blisko 790 nm (do pompowania) |
Zastosowania
1. Lasery światłowodowe domieszkowane TM
Wygeneruj lasery przy ~ 2 µm zastosowane w:
Procedury medyczne (e . g ., chirurgia, dermatologia)
Lidar i teledetekcja (z powodu transmisji atmosferycznej)
Przetwarzanie materiałów (cięcie, spawanie)
Zastosowania wojskowe (znalezienie zakresu, środki zaradcze)
2. Wzmacniacze włókien domieszkowanych TM
Wzmacniają sygnały około 2 µm w systemach komunikacji lub wykrywania światłowodów .
3. Źródła światła w środkowej podczerwieni
Używane jako źródła do spektroskopii i monitorowania środowiska .
Zalety
Długość fali bezpiecznej do oczu:Zmniejszone ryzyko uszkodzenia w porównaniu z krótszymi długościami fali .
Silna emisja:Efektywne działanie laserowe przy 2 µm .
Dobra transmisja atmosferyczna:Przydatny do lidar i teledetekcji .
Zgodność:Można zintegrować z systemami laserowymi światłowodowymi .
Wyzwania
Dostępność źródła pompy:Wymaga odpowiednich laserów pomp (zwykle lasery diody 790 nm) .
Zarządzanie termicznie:Operacja o wysokiej mocy wymaga dobrego rozpraszania ciepła .
Wytwarzanie włókien:Utrzymanie niskiej straty przy długości fali 2 µm jest trudne .
Typowe struktury włókien
Włókna z pojedynczym lub podwójnym ubraniem, aby umożliwić wysokie wchłanianie pompy i skalowanie mocy .
Można być domieszkowanym z innymi jonami (e . g ., holmium lub ytterbium) dla określonych ulepszeń wydajności .