ファイバーレーザーとは何ですか?

1.ファイバーレーザーとは何ですか?

ファイバーレーザーは、希土類元素を添加したガラスファイバーを利得媒質とした固体レーザーの一種で、光電変換効率が高く、構造が簡単でビーム品質が良いという特徴があります。レーザー技術開発と産業応用の主流となっています。繊維の占有面積が小さいため、幅広い用途、高用途の製造・加工分野で使用されます。ファイバーレーザーは加工適応力が高く、あらゆる場面で使用可能です。さらに、ビーム品質が優れているため、コストを最小限に抑え、製造企業の効率を向上させることができます。

2. ファイバーレーザーの特徴

(1) 希土類元素の吸収スペクトルにおける対応する高出力、低輝度 LD 光源をダブルクラッド ファイバ構造を通して励起して、高輝度シングルモード レーザを出力できます。

(2) コンパクトで柔軟な設計、高い変換効率、優れた冷却システムにより過酷な条件でも動作可能。

(3) 良好なビーム品質、高い変換効率、低い閾値を生成します。

(4) さまざまな希土類元素を使用することで 0.38 ～ 4um 帯域のレーザー出力を実現でき、波長の選択と調整が容易で、広い調整範囲が可能です。

(5) 既存の光通信システムとの整合性が高く、結合性も良好。

(6) 光ファイバー装置と光ファイバーを使用することで低コストとなり、構造コストを大幅に削減できます。

3. 構成と原理

他のタイプのレーザーと同様に、ファイバーレーザーは、利得媒体、ポンプ源、共振空洞の 3 つの部分で構成されます。利得媒体として希土類元素がドープされたコアを備えたアクティブ ファイバーを使用します。ポンプ光源としては、一般に半導体レーザーが使用されます。共振空洞は通常、ミラー、ファイバ端面、ファイバ リング ミラー、またはファイバ グレーティングで構成されます。具体的な作業プロセスは次のとおりです。動作状態では、アクティブ ファイバ (ゲイン ファイバ) がポンプ源によって提供されるエネルギーを吸収し、そのエネルギーがアクティブ ファイバとファイバ グレーティングで構成される共振空洞によって増幅されて、出力レーザが増幅されます。

シードソース

信号源としても知られ、レーザー増幅システムにおける放射増幅の対象となります。低出力信号を提供するレーザーは、増幅システムの「シード」として使用され、「シード」の状態に応じて増幅されます。

アクティブファイバー

利得媒体としてのアクティブファイバーの役割は、増幅を達成するためにポンプ光から信号光へのエネルギー変換を達成することです。

パッシブ光ファイバー

パッシブファイバーは主に光伝送の機能を実現するものであり、波長変換には関与しません。ファイバーレーザーシステムには、主にファイバーグレーティング、ファイバーアイソレータのパッシブマッチングファイバー、レーザーエネルギー伝送コンポーネントのパッシブマルチモード大コア径エネルギー伝送ファイバーがあります。現在、パッシブファイバー製品の国内サプライヤーは基本的に生産ニーズを満たすことができていますが、輸入ファイバーを使用する必要がある超高出力製品用のパッシブファイバーはまだ少数です。