फाइबर स्पंदित लेज़रों का परिचय

परिचय देनाफाइबर स्पंदित लेज़रों

फाइबर स्पंदित लेजर हैंलेजर उपकरणोंये दुर्लभ मृदा आयनों (जैसे यटरबियम, अर्बियम, थुलियम, आदि) से युक्त रेशों को लाभ माध्यम के रूप में उपयोग करते हैं। इनमें एक लाभ माध्यम, एक प्रकाशीय अनुनाद गुहा और एक पंप स्रोत होता है। इसकी पल्स जनरेशन तकनीक में मुख्य रूप से क्यू-स्विचिंग तकनीक (नैनोसेकंड स्तर), सक्रिय मोड-लॉकिंग (पिकोसेकंड स्तर), निष्क्रिय मोड-लॉकिंग (फेमटोसेकंड स्तर), और मुख्य दोलन शक्ति प्रवर्धन (एमओपीए) तकनीक शामिल हैं।

औद्योगिक अनुप्रयोगों में धातु काटने, वेल्डिंग, लेज़र सफाई और लिथियम बैटरी टैब कटिंग जैसे नए ऊर्जा क्षेत्र शामिल हैं, जहाँ बहु-मोड आउटपुट पावर दस हज़ार वाट के स्तर तक पहुँचती है। लिडार के क्षेत्र में, 1550nm स्पंदित लेज़र, अपनी उच्च स्पंद ऊर्जा और आँखों के लिए सुरक्षित विशेषताओं के साथ, रेंजिंग और वाहन-माउंटेड रडार प्रणालियों में उपयोग किए जाते हैं।

मुख्य उत्पाद प्रकारों में क्यू-स्विच्ड प्रकार, एमओपीए प्रकार और उच्च-शक्ति फाइबर शामिल हैंस्पंदित लेज़रों। वर्ग:

1. क्यू-स्विच्ड फाइबर लेज़र: क्यू-स्विचिंग का सिद्धांत लेज़र के अंदर एक हानि-समायोज्य उपकरण जोड़ना है। अधिकांश समयावधियों में, लेज़र में बड़ी हानि होती है और लगभग कोई प्रकाश उत्पादन नहीं होता है। अत्यंत कम समयावधि में, उपकरण की हानि को कम करने से लेज़र एक बहुत ही तीव्र लघु स्पंद का उत्पादन करने में सक्षम हो जाता है। क्यू-स्विच्ड फाइबर लेज़र सक्रिय या निष्क्रिय दोनों तरीकों से प्राप्त किए जा सकते हैं। सक्रिय तकनीक में आमतौर पर लेज़र की हानि को नियंत्रित करने के लिए गुहा के अंदर एक तीव्रता मॉड्यूलेटर जोड़ना शामिल होता है। निष्क्रिय तकनीकें संतृप्त अवशोषक या अन्य अरैखिक प्रभावों जैसे उत्तेजित रमन प्रकीर्णन और उत्तेजित ब्रिलॉइन प्रकीर्णन का उपयोग करके क्यू-मॉड्यूलेशन तंत्र बनाती हैं। क्यू-स्विचिंग विधियों द्वारा उत्पन्न स्पंद आमतौर पर नैनोसेकंड स्तर पर होते हैं। यदि छोटे स्पंद उत्पन्न करने हैं, तो इसे मोड-लॉकिंग विधि के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है।

2. मोड-लॉक्ड फाइबर लेज़र: यह सक्रिय मोड-लॉकिंग या निष्क्रिय मोड-लॉकिंग विधियों के माध्यम से अति-लघु पल्स उत्पन्न कर सकता है। मॉड्यूलेटर के प्रतिक्रिया समय के कारण, सक्रिय मोड-लॉकिंग द्वारा उत्पन्न पल्स चौड़ाई आमतौर पर पिकोसेकंड स्तर पर होती है। निष्क्रिय मोड-लॉकिंग में निष्क्रिय मोड-लॉकिंग उपकरणों का उपयोग किया जाता है, जिनका प्रतिक्रिया समय बहुत कम होता है और जो फेमटोसेकंड पैमाने पर पल्स उत्पन्न कर सकते हैं।

यहां मोल्ड लॉकिंग के सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय दिया गया है।

एक लेज़र अनुनाद गुहा में अनगिनत अनुदैर्ध्य मोड होते हैं। एक वलय के आकार की गुहा के लिए, अनुदैर्ध्य मोड का आवृत्ति अंतराल /CCL के बराबर होता है, जहाँ C प्रकाश की गति है और CL गुहा के भीतर एक चक्कर लगाने वाले सिग्नल प्रकाश की प्रकाशीय पथ लंबाई है। सामान्यतया, फाइबर लेज़रों का लाभ बैंडविड्थ अपेक्षाकृत बड़ा होता है, और बड़ी संख्या में अनुदैर्ध्य मोड एक साथ कार्य करते हैं। लेज़र द्वारा समायोजित किए जा सकने वाले मोड की कुल संख्या अनुदैर्ध्य मोड अंतराल ∆ν और लाभ माध्यम की लाभ बैंडविड्थ पर निर्भर करती है। अनुदैर्ध्य मोड अंतराल जितना छोटा होगा, माध्यम की लाभ बैंडविड्थ उतनी ही अधिक होगी, और उतने ही अधिक अनुदैर्ध्य मोड समर्थित हो सकते हैं। इसके विपरीत, कम।

3. अर्ध-निरंतर लेज़र (QCW लेज़र): यह सतत तरंग लेज़र (CW) और स्पंदित लेज़रों के बीच एक विशेष कार्यविधि है। यह अपेक्षाकृत कम औसत शक्ति बनाए रखते हुए आवधिक लंबी स्पंदनों (ड्यूटी चक्र आमतौर पर ≤1%) के माध्यम से उच्च तात्कालिक शक्ति उत्पादन प्राप्त करता है। यह सतत लेज़रों की स्थिरता को स्पंदित लेज़रों के अधिकतम शक्ति लाभ के साथ जोड़ता है।

तकनीकी सिद्धांत: QCW लेज़र निरंतर में मॉड्यूलेशन मॉड्यूल लोड करते हैंलेज़रनिरंतर लेज़रों को उच्च ड्यूटी साइकिल पल्स अनुक्रमों में विभाजित करने के लिए एक सर्किट, जिससे निरंतर और पल्स मोड के बीच लचीला स्विचिंग प्राप्त होती है। इसकी मुख्य विशेषता "अल्पकालिक विस्फोट, दीर्घकालिक शीतलन" तंत्र है। पल्स गैप में शीतलन ऊष्मा संचय को कम करता है और पदार्थ के तापीय विरूपण के जोखिम को कम करता है।

लाभ और विशेषताएं: दोहरे मोड एकीकरण: यह पल्स मोड की चरम शक्ति (निरंतर मोड की औसत शक्ति से 10 गुना तक) को निरंतर मोड की उच्च दक्षता और स्थिरता के साथ जोड़ता है।

कम ऊर्जा खपत: उच्च इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल रूपांतरण दक्षता और कम दीर्घकालिक उपयोग लागत।

बीम गुणवत्ता: फाइबर लेजर की उच्च बीम गुणवत्ता सटीक माइक्रो-मशीनिंग का समर्थन करती है।