La structure de base d'unlaser à fibre monomode
Les performances exceptionnelles du mode uniquelaser à fibreCela découle de la conception précise de leur structure interne. Le fonctionnement collaboratif efficace de tous les composants est essentiel pour obtenir un rendement laser stable et de haute qualité.
Par exemple, un laser à 976 nm présentant un rendement de conversion électro-optique relativement élevé est utilisé pour charger la fibre dopée. Ensuite, une lumière d'amorçage à 1064 nm de bonne qualité de faisceau guide la fibre dopée chargée afin d'émettre un laser à 1064 nm de plus haute énergie. Plus l'énergie laser à 1064 nm requise est élevée, plus la puissance et la quantité de la source de pompage nécessaires sont importantes.
Explication détaillée des composants clés
La source de la pompe est la source d'énergie de lalaser, généralement unlaser à semi-conducteurUne diode laser monomode, dont la longueur d'onde d'émission correspond au pic d'absorption du milieu amplificateur (par exemple, une fibre dopée à l'ytterbium correspond à une longueur d'onde de 915 nm ou 976 nm), est utilisée pour le pompage. Les lasers monomodes nécessitent une source de lumière de pompage à haute cohérence spatiale. C'est pourquoi on utilise souvent des diodes laser couplées à une fibre monomode afin d'assurer une injection efficace de la lumière de pompage dans le cœur fin de la fibre monomode.
2. Les fibres actives constituent le milieu central de la génération laser et sont généralement des fibres de verre de quartz dopées aux terres rares. Parmi les ions dopants courants figurent l'ytterbium (Yb³⁺), l'erbium (Er³⁺) et le thulium (Tm³⁺), qui correspondent à différentes bandes de longueurs d'onde de sortie (par exemple, 1064 nm, 1550 nm et 2 µm). La longueur de la fibre active doit être précisément dimensionnée afin de garantir une absorption optimale de la lumière de pompe tout en maintenant un rendement de conversion opto-optique élevé.
3. La forme la plus courante de cavité résonante est la paire de réseaux de Bragg sur fibre. Un réseau est formé en exposant des fibres optiques aux franges d'interférence d'un laser ultraviolet, ce qui induit une variation périodique permanente de l'indice de réfraction dans leur cœur. En contrôlant la période et la longueur du réseau, il est possible de contrôler précisément la longueur d'onde centrale et la bande passante de sa réflexion. Cette structure de cavité résonante entièrement fibrée ne nécessite aucun composant discret tel que des lentilles optiques, ce qui améliore considérablement la stabilité et la résistance aux interférences du système.
4. Le système de collimation du faisceau est généralement situé après le réseau de sortie. Sa fonction est de convertir le faisceau laser divergent émis par la fibre optique en un faisceau parallèle collimaté, ou de le focaliser davantage sur la surface de travail. Ce système comprend généralement des lentilles autofocalisantes ou des groupes de microlentilles et adopte une structure mécanique de précision pour garantir un alignement parfait. Une conception optique de haute qualité permet de réduire efficacement les aberrations et d'assurer une excellente distribution gaussienne du faisceau de sortie.
Date de publication : 25 novembre 2025