エルビウム ガラス レーザーは、ガラスにドープされたエルビウム イオン (Er3⁺) を利得媒質として使用する効率的なレーザー光源です。このタイプのレーザーは、近赤外線の波長範囲、特に 1530 ～ 1565 ナノメートルの範囲で重要な用途に使用されます。これは、その波長が光ファイバーの伝送特性と一致し、信号伝送の距離と品質を効果的に向上させるため、光ファイバー通信において重要です。 。
動作原理
1. 利得媒体: レーザーのコアは、エルビウム イオンがドープされたガラス材料であり、通常はエルビウム ドープ Yb ガラスまたはエルビウム ドープ石英ガラスです。これらのエルビウム イオンは、レーザーの利得媒体として機能します。
2. 励起源: エルビウム イオンは、キセノン ランプや高効率ダイオード レーザーなどのポンプ光源によって励起され、励起状態に遷移します。最適な励起を実現するには、ポンプ源の波長がエルビウム イオンの吸収特性と一致する必要があります。
3. 自然放出と誘導放出: 励起されたエルビウム イオンは光子を自発的に放出し、他のエルビウム イオンと衝突する可能性があり、誘導放出が引き起こされ、光強度がさらに増加します。このプロセスが継続的に繰り返され、レーザーが増幅されます。
4. レーザー出力: レーザーの両端のミラーを通して、一部の光が選択的に利得媒体にフィードバックされ、光共振が生じ、最終的に特定の波長でレーザー出力が生成されます。
主な特長
1.波長: 主な出力波長は 1530 ～ 1565 ナノメートルの範囲にあり、これは光ファイバー通信における効率的なデータ伝送にとって特に重要です。
2.変換効率: エルビウムガラスレーザーはポンプ光変換効率が高く、さまざまな用途で良好なエネルギー利用を実現します。
3.広帯域利得: 広い利得帯域幅を特徴としており、現代の通信需要を満たすために複数の波長信号を同時に処理するのに適しています。
アプリケーション
1.光ファイバー通信: 通信システムでは、エルビウムガラスレーザーが信号の増幅と再生に使用され、特に長距離ファイバーネットワークでの伝送距離と品質が大幅に向上します。
2.材料加工：エルビウムガラスレーザーは、レーザー切断、溶接、彫刻などの工業分野で広く応用されており、その高いエネルギー密度により正確な材料加工を実現します。
3.医療：医療分野では、エルビウムガラスレーザーは、生体組織に対する特定の波長における優れた吸収特性により、皮膚科疾患や眼科手術などのさまざまなレーザー治療に利用されています。
4.Lidar: 一部の Lidar システムでは、検出と測定にエルビウム ガラス レーザーが採用されており、自動運転と地形図作成のための正確なデータ サポートを提供します。
全体として、エルビウム ガラス レーザーは、その効率的で信頼性の高いパフォーマンスにより、複数の分野にわたって大きな応用可能性を示しています。
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投稿日時: 2024 年 10 月 10 日