Un laser à fibre est un laser à base de fibre qui utilise les ions de métaux de terres rares (tels que l'erbium, le thulium, l'ytterbium, etc.) dans la fibre comme milieu de gain pour obtenir une sortie laser par excitation par fibre. Comparé aux lasers à solide traditionnels et aux lasers à gaz, il est caractérisé par une petite taille, une efficacité élevée et une excellente qualité de faisceau. Il a été largement utilisé dans l'industrie, le médical, les communications et d'autres domaines.

I. principe de fonctionnement

　　Laser à fibreLa partie centrale est le média à gain de fibre optique. Le milieu à gain est généralement une fibre dopée aux ions de terres rares, telle qu'une fibre dopée à l'erbium. Le principe de fonctionnement peut être divisé en plusieurs étapes:

Source de lumière de pompe: une source de lumière de pompe externe est nécessaire, généralement en utilisant un laser à diode (diodelaser) comme source de pompe pour coupler la lumière qu'elle émet dans la fibre à gain. La longueur d'onde de la source de pompage est généralement adaptée au pic d'absorption du milieu à gain.

2, milieu de gain de fibre optique: les photons de la source de lumière pompée sont absorbés par les ions de métaux de terres rares (tels que les ions Erbium) dans la fibre optique, ce qui les fait passer de l'état fondamental à l'état excité. Les ions à l'état excité ont une énergie plus élevée et sont capables de produire des radiations spontanées et stimulées.

Rayonnement stimulé et amplification laser: les ions à haute énergie dans le milieu de gain après la collision avec d'autres photons, le phénomène de rayonnement stimulé se produit, c'est - à - dire qu'un photon provoque une émission de photons de même fréquence, en phase et dans la même direction, formant un laser. Lorsque cette onde lumineuse de rayonnement stimulée interagit avec la face réfléchissante interne de la fibre dans le milieu à gain, le laser est amplifié.

4, sortie laser: après réflexion et interaction multiple avec la lumière dans le milieu de gain, l'énergie de l'onde lumineuse augmente progressivement, finalement par le port de sortie de la fibre optique pour former un faisceau laser à haute énergie.

II. Domaines d'application

1, traitement industriel: le laser à fibre est largement utilisé dans les domaines industriels tels que la découpe de métal, le soudage, la gravure et le traitement de surface. En raison de sa puissance élevée, de son rendement élevé et de sa qualité de faisceau précise, il est devenu un outil important dans la fabrication moderne. Par exemple, il peut être utilisé pour la découpe précise de tôles minces, de tôles et de pièces métalliques épaisses, ainsi que pour le marquage au laser et le poinçonnage au laser.

2, domaine de la communication: il y a une application importante dans la communication par fibre optique. Grâce à une puissance de sortie plus élevée, un bruit plus faible et de bonnes caractéristiques de modulation, il est possible d'améliorer la qualité de transmission du signal et la bande passante du système de communication. En particulier, l'amplificateur à fibre dopée à l'erbium (edfa) dans les communications à longue distance par fibre optique, capable de réaliser une amplification et une transmission sans perte du signal, est un composant clé des systèmes modernes de communication par fibre optique.

3, domaine médical: utilisé dans le traitement médical et le diagnostic de laser. Par exemple, la chirurgie au laser peut couper ou brûler les tissus à l'aide d'un laser de haute précision pour traiter des maladies telles que l'ophtalmologie, la dermatologie, etc. En outre, il est également appliqué à la thérapie vasculaire au laser, au traitement des tumeurs, à l'endoscopie, etc.

4, recherche scientifique: il est également utilisé dans diverses expériences de recherche scientifique, telles que la spectroscopie laser, les expériences quantiques, la recherche optique non linéaire, etc. En raison de sa stabilité et de sa modulabilité, il est largement utilisé dans des expériences de haute précision.

Dans l'ensemble, les lasers à fibre sont devenus des équipements importants dans la technologie moderne en raison de leur haute efficacité énergétique, de leur qualité de faisceau élevée et de leurs perspectives d'application étendues. Avec le développement de la technologie, ses performances continuent d'augmenter. À l'avenir, il y aura une évolution vers une puissance plus élevée, un volume plus petit, une meilleure stabilité et une efficacité accrue.