ဖိုက်ဘာလေဆာဆိုတာဘာလဲ။

အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုချက်- အမြတ်အလတ်စားအဖြစ် doped ဖိုင်ဘာကို အသုံးပြုသော လေဆာတစ်ခု သို့မဟုတ် လေဆာသံပြန်ကြားစက်သည် အမျှင်အများစုဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည့် လေဆာဖြစ်သည်။

ဖိုက်ဘာလေဆာများသည် အများအားဖြင့် အမျှင်ဓာတ်ကို အမြတ်အစွန်းအဖြစ် အသုံးပြုသည့် လေဆာများကို ရည်ညွှန်းသော်လည်း အချို့သော လေဆာများသည် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာ optical amplifiers နှင့် fiber resonator များကို ဖိုက်ဘာလေဆာများ (သို့မဟုတ် semiconductor optical လေဆာများ) ဟုခေါ်သည်။ ထို့အပြင်၊ အချို့သောအခြားလေဆာအမျိုးအစားများ (ဥပမာ၊ ဖိုက်ဘာ-အချိတ်အဆက်ရှိသော semiconductor diodes) နှင့် fiber amplifiers များကို fiber lasers (သို့မဟုတ် fiber laser systems) ဟုခေါ်ပါသည်။

အများစုတွင်၊ အမြတ်အလတ်စားသည် erbium (Er3+)၊ ytterbium (Yb3+)၊ thorium (Tm3+) သို့မဟုတ် praseodymium (Pr3+) ကဲ့သို့သော ရှားပါးမြေကြီးအိုင်းယွန်း-ဒိုက်ဖိုက်ဘာ၊ နှင့် တစ်ခု သို့မဟုတ် တစ်ခုထက်ပိုသော ဖိုက်ဘာတွဲထားသော လေဆာဒိုင်အိုဒများ လိုအပ်သည် ချပေးဘို့။ ဖိုက်ဘာလေဆာများ၏ အမြတ်အစွန်းသည် solid-state bulk လေဆာများနှင့် ဆင်တူသော်လည်း waveguide effect နှင့် small effective mode area သည် မတူညီသော ဂုဏ်သတ္တိများဖြင့် လေဆာများကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ၎င်းတို့တွင် လေဆာရရှိမှု မြင့်မားပြီး resonator cavity ဆုံးရှုံးမှု မြင့်မားသည်။ ဖိုင်ဘာလေဆာနှင့် အစုလိုက်လေဆာတို့ကို ကြည့်ပါ။

ပုံ 1

ဖိုက်ဘာလေဆာသံပြန်ကြားစက်

optical fiber ကိုအသုံးပြု၍ လေဆာ resonator ကိုရရှိရန်၊ linear resonator အဖြစ်ဖန်တီးရန် သို့မဟုတ် fiber ring laser ကိုဖန်တီးရန် အလင်းပြန်ကိရိယာများစွာကို အသုံးပြုနိုင်သည်။ အမျိုးမျိုးသော ရောင်ပြန်လွှာများကို linear optical laser resonator တွင် အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။

ပုံ ၂

1. ဓာတ်ခွဲခန်းတည်ဆောက်မှုများတွင်၊ ပုံ 1 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ထောင့်မှန်ကျုံ့ထားသော မျှင်များ၏အဆုံးတွင် သာမန် Dichroic မှန်များကို အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ သို့သော်၊ ဤဖြေရှင်းချက်ကို အကြီးစားထုတ်လုပ်မှုတွင် အသုံးမပြုနိုင်သည့်အပြင် တာရှည်ခံမည်မဟုတ်ပါ။

2. ဖိုက်ဘာလေဆာအတွက် အထွက်အထွက်တွဲဆက်အဖြစ် အသုံးပြုရန် မလိုအပ်ဘဲ ဖိုက်ဘာတစ်ခု၏အဆုံးရှိ Fresnel ရောင်ပြန်ဟပ်မှုသည် လုံလောက်ပါသည်။ ပုံ 2 မှာ ဥပမာတစ်ခုပြထားပါတယ်။

3. Dielectric coatings များကို အငွေ့ပျံခြင်းဖြင့် ဖိုက်ဘာစွန်းများပေါ်တွင် တိုက်ရိုက် အပ်နှံနိုင်သည်။ ထိုသို့သောအလွှာများသည် ကျယ်ပြန့်သောအကွာအဝေးထက် မြင့်မားသောရောင်ပြန်ဟပ်မှုကို ရရှိနိုင်သည်။

4. စီးပွားဖြစ်ထုတ်ကုန်များတွင်၊ ဖိုက်ဘာ Bragg ဆန်ခါများကို အများအားဖြင့် အသုံးပြုကြပြီး၊ အစွန်းအထင်းများမှ တိုက်ရိုက်ပြင်ဆင်နိုင်သည် သို့မဟုတ် မပြုလုပ်ထားသော အမျှင်များကို တက်ကြွသောအမျှင်များအထိ ပေါင်းထည့်ခြင်းဖြင့် ပြုလုပ်နိုင်သည်။ ပုံ 3 တွင် ဖိုက်ဘာဆန်ခါနှစ်ခုပါရှိသော ဖြန့်ဝေထားသော Bragg ရောင်ပြန်လေဆာ (DBR လေဆာ) ကို ပြသထားသည်။ doped fiber တွင် ဆန်ခါတစ်ခုပါသော ဖြန့်ဝေထားသော တုံ့ပြန်ချက်လေဆာတစ်ခုလည်း ရှိပြီး ကြားတွင် အဆင့်ပြောင်းသွားပါသည်။

5. ဖိုက်ဘာမှ ထုတ်လွှတ်သော အလင်းအား မှန်ဘီလူးဖြင့် ပေါင်းစပ်ထားပြီး Dichroic မှန်ဖြင့် ပြန်လည်ထင်ဟပ်ပါက၊ ပိုမိုကောင်းမွန်သော ပါဝါကိုင်တွယ်မှုကို ရရှိနိုင်ပါသည်။ မှန်မှရရှိသောအလင်းသည် ပိုမိုကြီးမားသော အလင်းတန်းဧရိယာကြောင့် ပြင်းထန်မှု လျော့ကျသွားမည်ဖြစ်သည်။ သို့သော်လည်း၊ အနည်းငယ် လွဲချော်မှုများသည် သိသာထင်ရှားသော ရောင်ပြန်ဟပ်မှု ဆုံးရှုံးမှုကို ဖြစ်စေနိုင်ပြီး ဖိုက်ဘာအဆုံး မျက်နှာစာရှိ နောက်ထပ် Fresnel ရောင်ပြန်ဟပ်မှုများသည် စစ်ထုတ်မှုဆိုင်ရာ အကျိုးသက်ရောက်မှုများကို ထုတ်ပေးနိုင်သည်။ ထောင့်ဖြတ်ထားသော ဖိုက်ဘာစွန်းများကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် နှိမ်နှင်းနိုင်သော်လည်း ၎င်းသည် လှိုင်းအလျားပေါ်မူတည်၍ ဆုံးရှုံးမှုများကို မိတ်ဆက်ပေးသည်။

6. Fiber Coupler နှင့် Passive Fiber များကို အသုံးပြု၍ Optical Loop Reflector ကိုလည်း ဖန်တီးနိုင်သည်။

fiber-coupled semiconductor လေဆာတစ်ခု သို့မဟုတ် တစ်ခုထက်ပိုသော optical lasers များကို စုပ်ယူပါသည်။ ပန့်မီးကို ဖိုက်ဘာအူတိုင်သို့ တိုက်ရိုက် တွဲဆက်ထားသည် သို့မဟုတ် စုပ်ခွက်အတွင်းခံ (နှစ်ထပ်ချည်မျှင်များကို ကြည့်ပါ) တွင် ပါဝါမြင့်မားစွာ ပေါင်းစပ်ထားသည်ကို အောက်တွင် အသေးစိတ် ဆွေးနွေးပါမည်။

ဖိုက်ဘာလေဆာ အမျိုးအစားများစွာရှိပြီး အချို့ကို အောက်တွင်ဖော်ပြထားသည်။

ဖိုက်ဘာလေဆာ အမျိုးအစားများစွာရှိပြီး အချို့ကို အောက်တွင်ဖော်ပြထားသည်။

စွမ်းအားမြင့် ဖိုက်ဘာလေဆာများ

အစပိုင်းတွင်၊ ဖိုက်ဘာလေဆာများသည် မီလီဝပ်အနည်းငယ်သာ ထုတ်ပေးနိုင်စွမ်းရှိသည်။ ယနေ့ခေတ်တွင် ပါဝါမြင့်သော ဖိုက်ဘာလေဆာများသည် ရာနှင့်ချီသော watt output power ကို ရရှိနိုင်ပြီး တစ်ခါတစ်ရံ single-mode fibers များမှ ကီလိုဝပ်အများအပြားပင် ထွက်ရှိပါသည်။ အပူချိန်-အလင်းပြန်သက်ရောက်မှုများကိုရှောင်ရှားနိုင်သည့် ရှုထောင့်အချိုးနှင့် လှိုင်းလမ်းညွှန်အကျိုးသက်ရောက်မှုများကို တိုးမြှင့်ခြင်းဖြင့် ရရှိသည်။

အသေးစိတ်အချက်အလက်များအတွက် ပါဝါမြင့်ဖိုက်ဘာလေဆာများနှင့် အသံချဲ့စက်များ ဝင်ရောက်မှုကို ကြည့်ပါ။

အသွင်ပြောင်းဖိုက်ဘာလေဆာများ

ဖိုက်ဘာလေဆာများသည် မကြာခဏဆိုသလို လေဆာအကူးအပြောင်းများတွင် လုပ်ဆောင်လေ့ရှိပြီး အလွန်မြင့်မားသော စုပ်အားပြင်းအားများ လိုအပ်သည့် အသွင်ပြောင်းလေဆာများကို အကောင်အထည်ဖော်ရန်အတွက် အထူးသင့်လျော်ပါသည်။ ဖိုက်ဘာလေဆာများတွင် မြင့်မားသော စုပ်အားပြင်းအားကို အကွာအဝေးတွင် ထိန်းသိမ်းထားနိုင်သောကြောင့် ရရှိသော အမြတ်ထိရောက်မှု အလွန်နည်းပါးသော အကူးအပြောင်းများအတွက် လွယ်ကူစွာ ရရှိစေရန်။

အများစုတွင်၊ ဆီလီကာဖိုင်ဘာများသည် upconversion ဖိုက်ဘာလေဆာများအတွက် မသင့်လျော်ပါ၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် အသွင်ပြောင်းသည့်ယန္တရားသည် အီလက်ထရွန်နစ်စွမ်းအင်အဆင့်တွင် တာရှည်ကာလတစ်ခုလိုအပ်သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော်၊ များသောအားဖြင့် phonon စွမ်းအင်မြင့်မားမှုကြောင့် ဆီလီကာဖိုက်ဘာများတွင် အလွန်သေးငယ်သော အီလက်ထရွန်းနစ်စွမ်းအင်အဆင့်တွင် တာရှည်ခံရန်လိုအပ်ပါသည်။ ထို့ကြောင့်၊ အချို့သော လေးလံသောသတ္တု ဖလိုရိုက်ဖိုင်ဘာများဖြစ်သည့် ZBLAN (a fluorozirconate) ကဲ့သို့ ဖွန်နွန်စွမ်းအင်နည်းပါးသော သတ္တုများကို အသုံးပြုကြသည်။

အသုံးအများဆုံး အသွင်ပြောင်းဖိုက်ဘာလေဆာများသည် အပြာရောင်အလင်းအတွက် သိုရီယမ်-ဒပ်ဖိုက်ဘာများ၊ အနီရောင်၊ လိမ္မော်ရောင်၊ အစိမ်း သို့မဟုတ် အပြာရောင်အလင်းအတွက် အနီရောင်၊ လိမ္မော်ရောင် သို့မဟုတ် အပြာရောင်နှင့် triode အတွက် erbium-doped လေဆာများဖြစ်သည်။

အနံကျဉ်းသော ဖိုက်ဘာလေဆာများ

ဖိုက်ဘာလေဆာများသည် ကီလိုဟတ်ဇ်အနည်းငယ် သို့မဟုတ် 1 kHz ထက်နည်းသော မျဉ်းကြောင်းကျဉ်းလေးဖြင့် ကြိမ်နှုန်းတစ်ခုတည်း (ကြိမ်နှုန်းလေဆာ၊ တစ်ခုတည်းမုဒ် လုပ်ဆောင်ချက်ကိုကြည့်ပါ) တစ်ခုတည်းသာ လည်ပတ်နိုင်သည်။ ရေရှည်တည်ငြိမ်သော ကြိမ်နှုန်းတစ်ခုတည်း လုပ်ဆောင်ချက်အတွက်၊ အပူချိန်တည်ငြိမ်မှုကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားပြီးနောက် အပိုလိုအပ်ချက်များမရှိဘဲ လေဆာအပေါက်သည် တိုနေသင့်သည် (ဥပမာ၊ 5 စင်တီမီတာ) ရှိသင့်သော်လည်း၊ မူအရ၊ မူအရ၊ အဆင့်ဆူညံမှု နည်းပါးလေလေ၊ ပိုကျဉ်းလေဖြစ်သည်။ linewidth ဖိုင်ဘာအဆုံးတွင် ကန့်လန့်ဖြတ် ဖိုင်ဘာ Bragg ဆန်ခါ (ဖြန့်ဝေထားသော Bragg ရောင်ပြန်လေဆာ၊ DBR ဖိုက်ဘာလေဆာကို ကြည့်ပါ) ပါ၀င်သည် ။ ပုံမှန်အားဖြင့် အထွက်ပါဝါသည် မီလီဝပ်အနည်းငယ်မှ မီလီဝပ်ဆယ်ဂဏန်းအထိ ရှိပြီး ကြိမ်နှုန်း 1 W အထိ ထုတ်ပေးနိုင်သော ဖိုက်ဘာလေဆာများ ကိုလည်း ရရှိနိုင်သည်။

လွန်ကဲသောပုံစံမှာ ဖြန့်ဝေထားသော တုံ့ပြန်မှုလေဆာ (DFB လေဆာ)၊ လေဆာအပေါက်တစ်ခုလုံးကို ကြားမှ အဆင့်ပြောင်းကာ ဖိုက်ဘာ Bragg ဆန်ခါအတွင်းတွင် ပါရှိသည်။ ဤနေရာတွင် အပေါက်သည် တိုတောင်းပြီး အထွက်ပါဝါနှင့် လိုင်းဝဒ်ကို စွန့်လွှတ်သော်လည်း ကြိမ်နှုန်းတစ်ခုတည်း လုပ်ဆောင်မှုသည် အလွန်တည်ငြိမ်သည်။

ပိုမိုမြင့်မားသော ပါဝါများကို ပိုမိုချဲ့ထွင်ရန်အတွက် ဖိုက်ဘာအမ်ပလီဘာကိုလည်း အသုံးပြုနိုင်သည်။

မေး- ဖိုက်ဘာလေဆာတွေပြောင်းထားလား။

ဖိုက်ဘာလေဆာများသည် တက်ကြွသော သို့မဟုတ် passive Q ခလုတ်များကို အသုံးပြု၍ ဆယ်ဂဏန်းမှ ရာပေါင်းများစွာအထိ အရှည်ရှိသော ပဲမျိုးစုံကို ထုတ်လုပ်နိုင်သည်။ အနည်းငယ်သော millijoules ၏ သွေးခုန်နှုန်းအား ကြီးမားသော mode area fibers ဖြင့် ရရှိနိုင်ပြီး၊ လွန်ကဲသောအခြေအနေများတွင် saturation energy (ကြီးမားသော mode area fibers များနှင့်ပင်) နှင့် damage threshold (ပိုတိုသော pulses အတွက် ပို၍သိသာသည်) ဖြင့် ဆယ်ချီသော millijoules သို့ရောက်ရှိနိုင်သည်။ ဖိုက်ဘာ ကိရိယာအားလုံး (နေရာလွတ် optics မှလွဲ၍) သည် ပုံမှန်အားဖြင့် ကြီးမားသော မုဒ်ဧရိယာဖိုင်ဘာများကို အကောင်အထည်မဖော်နိုင်သဖြင့် ထိရောက်သော Q switching ကို မလုပ်ဆောင်နိုင်သောကြောင့် pulse စွမ်းအင်တွင် အကန့်အသတ်ရှိသည်။

မြင့်မားသောလေဆာရရှိမှုကြောင့်၊ ဖိုက်ဘာလေဆာများတွင် Q-ပြောင်းခြင်းသည် အစုလိုက်လေဆာများနှင့် သဘာဝအရ အလွန်ကွာခြားပြီး ပိုမိုရှုပ်ထွေးပါသည်။ အချိန်ဒိုမိန်းတွင် များသောအားဖြင့် spikes အများအပြားရှိပြီး၊ ၎င်းသည် resonator အသွားအပြန်အချိန်ထက်နည်းသော အရှည်ဖြင့် Q-ပြောင်းထားသောပဲမျိုးစုံကို ထုတ်လုပ်နိုင်သည်။

မုဒ်လော့ခ်ချထားသော ဖိုက်ဘာလေဆာများသည် picosecond သို့မဟုတ် femtosecond pulses ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် ပိုမိုရှုပ်ထွေးသော ပဲ့တင်သံများ (ultrashhort fiber လေဆာများ) ကို အသုံးပြုသည်။ ဤတွင်၊ လေဆာသံပြန်ကြားစက်တွင် တက်ကြွသော ထိန်းညှိကိရိယာ သို့မဟုတ် ပြည့်ဝသောစုပ်ယူမှုအချို့ပါရှိသည်။ Saturated absorbers များကို linear polarization rotation effect သို့မဟုတ် nonlinear fiber loop mirror ကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့် သိရှိနိုင်ပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ပုံ 8 ရှိ "ပုံ-ရှစ်လေဆာ" တွင် အသွားအပြန်အသွားအပြန် ultrashort ပဲမျိုးစုံကို ချဲ့ထွင်ခြင်း၊ ပုံသွင်းခြင်းနှင့် တည်ငြိမ်စေရန်အတွက် ပင်မ resonator နှင့် nonlinear ဖိုက်ဘာလက်စွပ်ပါရှိသော ပုံ 8 ရှိ "ပုံ-ရှစ်လေဆာ" တွင် အသုံးပြုနိုင်သည်။ အထူးသဖြင့် ဟာမိုနီမုဒ်လော့ခ်ချခြင်းတွင်၊ optical filters အဖြစ်အသုံးပြုသော subcavities ကဲ့သို့သော အပိုပစ္စည်းများ လိုအပ်ပါသည်။