મૂળભૂત સિદ્ધાંતસિંગલ-મોડ ફાઇબર લેસરો
લેસરના ઉત્પાદન માટે ત્રણ મૂળભૂત શરતો પૂરી કરવી જરૂરી છે: વસ્તી વ્યુત્ક્રમ, યોગ્ય રેઝોનન્ટ પોલાણ, અનેલેસરથ્રેશોલ્ડ (રેઝોનન્ટ કેવિટીમાં પ્રકાશનો લાભ નુકસાન કરતા વધારે હોવો જોઈએ). સિંગલ-મોડ ફાઇબર લેસરોની કાર્ય પદ્ધતિ ચોક્કસપણે આ મૂળભૂત ભૌતિક સિદ્ધાંતો પર આધારિત છે અને ફાઇબર વેવગાઇડ્સની વિશેષ રચના દ્વારા પ્રદર્શન ઑપ્ટિમાઇઝેશન પ્રાપ્ત કરે છે.
ઉત્તેજિત કિરણોત્સર્ગ અને વસ્તી વ્યુત્ક્રમ એ લેસરોના ઉત્પાદન માટે ભૌતિક આધાર છે. જ્યારે પંપ સ્ત્રોત (સામાન્ય રીતે સેમિકન્ડક્ટર લેસર ડાયોડ) દ્વારા ઉત્સર્જિત પ્રકાશ ઊર્જાને દુર્લભ પૃથ્વી આયનો (જેમ કે યટ્ટેરબિયમ Yb³⁺, એર્બિયમ Er³⁺) સાથે ડોપ કરેલા ગેઇન ફાઇબરમાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે, ત્યારે દુર્લભ પૃથ્વી આયનો ઊર્જા શોષી લે છે અને ભૂમિ અવસ્થાથી ઉત્તેજિત સ્થિતિમાં સંક્રમણ કરે છે. જ્યારે ઉત્તેજિત સ્થિતિમાં આયનોની સંખ્યા ભૂમિ અવસ્થા કરતાં વધી જાય છે, ત્યારે વસ્તી વ્યુત્ક્રમ સ્થિતિ રચાય છે. આ બિંદુએ, ઘટના ફોટોન ઉત્તેજિત-અવસ્થા આયનના ઉત્તેજિત કિરણોત્સર્ગને ટ્રિગર કરશે, ઘટના ફોટોન જેવી જ આવર્તન, તબક્કા અને દિશાના નવા ફોટોન ઉત્પન્ન કરશે, જેનાથી ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફિકેશન પ્રાપ્ત થશે.
સિંગલ-મોડની મુખ્ય વિશેષતાફાઇબર લેસરોતેમના અત્યંત સૂક્ષ્મ કોર વ્યાસ (સામાન્ય રીતે 8-14μm) માં આવેલું છે. તરંગ ઓપ્ટિક્સ સિદ્ધાંત મુજબ, આવા સૂક્ષ્મ કોર ફક્ત એક ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફિલ્ડ મોડ (એટલે કે, મૂળભૂત મોડ LP₀₁ અથવા HE₁₁ મોડ) ને સ્થિર રીતે પ્રસારિત કરવાની મંજૂરી આપી શકે છે, એટલે કે, સિંગલ મોડ. આ મલ્ટિમોડ ફાઇબરમાં અસ્તિત્વમાં રહેલી ઇન્ટરમોડલ ડિસ્પરશન સમસ્યાને દૂર કરે છે, એટલે કે, વિવિધ ગતિએ વિવિધ મોડ્સના પ્રસારને કારણે પલ્સ બ્રોડનિંગ ઘટના. ટ્રાન્સમિશન લાક્ષણિકતાઓના દ્રષ્ટિકોણથી, સિંગલ-મોડ ઓપ્ટિકલ ફાઇબરમાં અક્ષીય દિશામાં પ્રસારિત થતા પ્રકાશનો માર્ગ તફાવત અત્યંત નાનો છે, જે આઉટપુટ બીમમાં સંપૂર્ણ અવકાશી સુસંગતતા અને ગૌસીયન ઊર્જા વિતરણ બનાવે છે, અને બીમ ગુણવત્તા પરિબળ M² 1 (આદર્શ ગૌસીયન બીમ માટે M²=1) ની નજીક પહોંચી શકે છે.
ફાઇબર લેસરો ત્રીજી પેઢીના ઉત્કૃષ્ટ પ્રતિનિધિઓ છેલેસર ટેકનોલોજી, જે રેર અર્થ એલિમેન્ટ-ડોપ્ડ ગ્લાસ ફાઇબરનો ઉપયોગ ગેઇન માધ્યમ તરીકે કરે છે. છેલ્લા દાયકામાં, સિંગલ-મોડ ફાઇબર લેસરો તેમના અનન્ય પ્રદર્શન ફાયદાઓને કારણે વૈશ્વિક લેસર બજારમાં વધુને વધુ મહત્વપૂર્ણ હિસ્સો ધરાવે છે. મલ્ટિમોડ ફાઇબર લેસરો અથવા પરંપરાગત સોલિડ-સ્ટેટ લેસરની તુલનામાં, સિંગલ-મોડ ફાઇબર લેસરો 1 ની નજીક બીમ ગુણવત્તા સાથે આદર્શ ગૌસીયન બીમ ઉત્પન્ન કરી શકે છે, જેનો અર્થ છે કે બીમ લગભગ સૈદ્ધાંતિક લઘુત્તમ ડાયવર્જન્સ એંગલ અને લઘુત્તમ કેન્દ્રિત સ્થળ સુધી પહોંચી શકે છે. આ સુવિધા તેને ઉચ્ચ ચોકસાઇ અને ઓછી થર્મલ અસરની જરૂર હોય તેવા પ્રોસેસિંગ અને માપનના ક્ષેત્રોમાં બદલી ન શકાય તેવી બનાવે છે.
પોસ્ટ સમય: નવેમ્બર-૧૯-૨૦૨૫