فیبر نوری دوپ شده erbium-ytterbium (ER: YB فیبر)استفیبر نوری دو لباسدوپ شده باer³⁺ (erbium)وتyb³⁺ (ytterbium)یونها ، به طور گسترده درلیزرهای فیبر با قدرت بالاوتتقویت کننده های نوری، به خصوص در1550 نانومترباند طول موج .
ER: yb doped فیبر?
تعریف:
درفیبر دوپ شده erbium-ytterbiumاستفیبر نوری ویژهجایی که هسته فیبر با آن دوپ شده استیونهای اربیوم (er³⁺)وتیون های ytterbium (yb³⁺). yb³⁺ به عنوان یک عمل می کندحساس کننده، به طور مؤثر نور پمپ را جذب می کند (به طور معمول در915-976 نانومتر)انتقال انرژی به er³⁺، که سپس در1550 نانومترباند .
اصل کار
چراغ پمپ (915-976 نانومتر)در درجه اول توسطyb³⁺.
انتقال انرژی: هیجان زده Yb³⁺ انرژی را به یون های er³⁺ در نزدیکی .} منتقل می کند
انتشار er³⁺: انتقال er³⁺ نور درباند C (1530-1530 نانومتر).
ساخت فیبر
| لایه | شرح |
|---|---|
| هسته | سیلیس دوپ شده با یونهای er³⁺ و yb³⁺ |
| روکش داخلی | قطر بزرگ ، روکش کم NA برای انتشار نور پمپ |
| روکش بیرونی | روکش پلیمر یا شیشه ای برای محاصره و محافظت از نور |
قطر هسته معمولی:6–30 μm
روکش داخلی:100–400 μm
قطر بیرونی:125–500 μm
پارامترهای نوری کلیدی
| پارامتر | ارزش معمولی |
|---|---|
| طول موج پمپ | 915 ، 940 ، 976 نانومتر |
| طول موج انتشار | 1530-1565 نانومتر (باند C) ، همچنین منطقه 1480 نانومتر |
| جذب (yb³⁺) | >3-5 dB/m در 976 نانومتر |
| سود (er³⁺) | 20-40 دسی بل بسته به طول و قدرت پمپ |
| بازده تبدیل | 30-60 ٪ (بستگی به طراحی دارد) |
| قطبش | موجود درPM (حفظ قطبش)نسخه |
برنامه
1. لیزرهای فیبر با قدرت بالا
استفاده شده دراز راه دور, لیدر, ارتباط فضا آزاد, برش/حکاکیوتاحساس.
مخصوصاً مناسبمحدوده 1.5 میکرومتر ایمن چشملیزرها .
2. erbium-ytterbium تقویت کننده فیبر دوپ شده (EYDFA)
افزایش قدرت سیگنال درWDM متراکم (DWDM)سیستم های ارتباطی فیبر نوری .
استفاده شده درکابل های زیر دریایی مسافت طولانی, شبکه های مترو/هسته.
برنامه های پزشکی و صنعتی3.
با قدرت بالا 1550 نانومتر تولید ایمن استقرار گرفتن در معرض پوست و چشم.
استفاده شده دردرمان های غیر تهاجمی, احساس گاز, دامنه یافتن.
4. نسل SuperContinuum
پمپاژ ER: فیبر YB با منابع femtosecond می تواند تولید کندطیف های پهنای باند.
مزایایER: الیاف دوپ شده YB
| مزیت | شرح |
|---|---|
| جذب پمپ بالا | YB³⁺ به شدت در 976 نانومتر (با کارآیی دیود) جذب می شود |
| انتقال انرژی کارآمد | تحریک قوی er³⁺ را با طول کوتاه امکان پذیر می کند |
| قدرت خروجی بالا | مقیاس پذیری قدرت با استفاده از معماری دو لباس |
| طول موج ایمن چشم | 1550 نانومتر از طول موج IR کوتاهتر ایمن تر است |
| بازده حرارتی | راندمان کوانتومی بالا باعث کاهش بار گرما می شود |
چالش
عکسبرداری: تخریب عملکرد با گذشت زمان در قدرت های بالا
خاموش شدن در دوپینگ زیاد: بیش از حد er³⁺ می تواند منجر به خوشه بندی یون و از دست دادن انرژی شود
ASE (انتشار خود به خودی تقویت شده): در تقویت کننده ها به فیلتر طیفی نیاز دارد
سفید کننده پمپ: طول فیبر نادرست می تواند منجر به استفاده از پمپ ناکارآمد شود
انواع طراحی
| نوع فیبر | شرح |
|---|---|
| ER: yb فیبر | برای قدرت بالا ، روکش پمپ (e . g . ، 10W-100W) |
| ER-CLAD ER: فیبر YB | برای افزایش متوسط ، سیستم های پمپ هسته ای |
| PM ER: فیبر YB | رنگ آمیزی قطبش ، برای سیستم های منسجم بسیار مهم است |
| lma er: فیبر yb | سطح حالت بزرگ → قدرت بالاتر بدون غیرخطی |
محصولات معمولی
| مدل | هسته/روکش (میکرومتر) | کاربرد | سازنده |
|---|---|---|---|
| liekki er 80-8/125 | 8 / 125 | EYDFA ، لیزر کم مصرف | Nlight-Liekki (فنلاند) |
| nufern eydfa-pm -10/125 | 10 / 125 | تقویت کننده PM | نوفرن |
| فیبر YB/ER LMA (25/250) | 25 / 250 | لیزر پرقدرت | yofc ، thorlabs ، منسجم |