¿Qué son los láseres de fibra? | Aplicaciones importantes | 7 ventajas

LÁSERES DE FIBRA ÓPTICA

¿Qué son los láseres de fibra?

Los láseres de fibra o láseres de fibra óptica utilizan el principio de reflexión interna total con la ayuda de fibras ópticas para transmitir luz. Estos láseres se utilizan para transmitir luz a grandes distancias y también ayudan a reducir la distorsión térmica del rayo láser. Los láseres de fibra óptica generalmente se dopan con tierras raras con iterbio, erbio, neodimio, praseodimio, holmio, disprosio y tulio. Estos láseres utilizaban amplificadores de fibra dopados que no utilizan la acción del láser para proporcionar amplificación de luz. La ganancia en estos láseres la proporcionan las no linealidades de la fibra, como la mezcla de cuatro ondas o la dispersión Raman estimulada. En los láseres de fibra, la cavidad del láser se genera mediante el método de empalme de fusión con diferentes fibras ópticas.

¿Cuáles son las ventajas de los láseres de fibra óptica?

Los láseres de fibra tienen ventajas significativas sobre otros láseres:

  • En los láseres de fibra, la luz láser es producida y dirigida por un medio integralmente flexible que permite una transmisión mejor y más fácil de la luz láser a la ubicación objetivo.
  • Los láseres basados ​​en fibra óptica proporcionan una alta potencia de salida en comparación con los otros tipos diferentes de láseres.
  • Los láseres basados ​​en fibra óptica proporcionan una ganancia óptica muy alta y tienen regiones activas que se extienden a lo largo de varios kilómetros.
  • Las fibras ópticas tienen una alta relación de superficie a volumen que permite una potencia de salida continua de un nivel de kilovatios con un enfriamiento eficiente.
  • La guía de ondas de una fibra óptica reduce la distorsión en la ruta óptica debido a problemas térmicos.
  • Los láseres de fibra óptica son comparativamente más compactos que los láseres de gas o de estado sólido (de la misma potencia de salida) y generan un rayo láser de alta calidad con difracción limitada.
  • Los láseres basados ​​en fibra óptica proporcionan estabilidad vibratoria, tolerancia a altas temperaturas y una vida útil prolongada a un costo menor.
Demostración de Transmisión de luz a través de un cable de fibra óptica. fuente de imagen: GringerFibra óptica, marcado como dominio público, más detalles sobre Wikimedia Commons

¿Cuáles son las aplicaciones de los láseres de fibra?

Los láseres basados ​​en fibra óptica proporcionan rayos láser continuos de alta potencia que pueden ser efectivos para varias aplicaciones industriales como soldar y cortar materiales como polímero, metal o vidrio. Los láseres de fibra óptica de media y baja potencia se utilizan para grabar sobre materiales.

Además de las aplicaciones industriales, los láseres basados ​​en fibra óptica también se utilizan en medicina, telecomunicaciones, espectroscopia. Los láseres son adecuados en el campo de la medicina en tejidos delicados y blandos donde el uso de un bisturí puede resultar difícil. Los láseres basados ​​en fibra óptica se utilizan a menudo en espectroscopia para estudiar y observar la interacción entre las radiaciones electromagnéticas y la materia.

¿Qué son los láseres de disco de fibra óptica?

El láser de disco de fibra es una forma de láser de fibra óptica en la que la bomba no está restringida dentro del revestimiento de la fibra óptica. La bomba de estos láseres está enrollada para dirigir la luz de la bomba varias veces a través del núcleo. Estos tipos de láseres son efectivos para escalar la potencia que requiere varias fuentes de bombeo alrededor de la periferia de la bobina.

Láser de fibra
láseres de disco de fibra óptica.
Fuente de la imagen: Ken-ichi Ueda - del autor
3 láseres de disco de fibra, láseres de fibra con impulsión transversal de bomba. la fibra óptica con Yb: el núcleo dopado está enrollado y rodeado con el diodos láser. wikipedia

¿Cómo se bloquean el modo de los láseres de fibra óptica?

Los láseres basados ​​en fibra óptica generalmente están bloqueados en modo con la ayuda de la birrefringencia de la fibra. Debido al efecto Kerr óptico no lineal, la cantidad de cambio de polarización varía con la intensidad de la luz. Por lo tanto, el polarizador presente en la cavidad del láser absorbe o bloquea la luz láser de menor intensidad y permite que pase la luz de alta intensidad con una atenuación insignificante. Esto admite pulsos de modo bloqueado.

 A veces, los espejos absorbentes saturables de semiconductores (SESAM) también se utilizan para láseres de fibra óptica de bloqueo de modo. Los espejos semiconductores absorbentes saturables (SESAM) tienen algunas técnicas de absorbentes saturables que permiten personalizar los límites del absorbente según el tipo de láser. En los últimos tiempos, los absorbentes saturables de grafeno se incorporan en fibra óptica (especialmente en láseres sintonizables) para el bloqueo de modo.

Estructura del modo láser
Fuente de la imagen: diagrama del modo de cavidad, para el modelo artículo. Dibujado por DrBob.
CC BY-SA 3.0 Wikipedia

¿Qué son los láseres de fibra de solitón oscuro?

Los láseres de solitón oscuro se construyeron a partir de un láser de fibra dopada con erbio de dispersión totalmente normal que tiene un polarizador presente en la cavidad del láser. Estos láseres pertenecen al régimen de bloqueo sin modo. Aunque la emisión de pulsos brillantes es común para estos láseres, en condiciones adecuadas, los láseres de fibra de solitones oscuros son capaces de emitir pulsos oscuros únicos o múltiples. La generación de pulsos oscuros por estos láseres se puede atribuir a la forma del solitón oscuro de acuerdo con simulaciones numéricas.

¿Qué son los láseres de fibra óptica de longitud de onda múltiple?

Los láseres de fibra de longitud de onda múltiple son tipos de láseres basados ​​en fibra óptica que generan múltiples longitudes de onda de luz láser simultáneamente. El láser basado en fibra óptica ZBLAN demostró la emisión de luz coherente azul y verde simultáneamente. El láser de bombeo terminal ZBLAN estaba conectado a tierra en un medio de ganancia óptica de conversión ascendente que utilizaba láseres semiconductores de longitudes de onda más largas para bombear una fibra de fluoruro dopada con Pr3 + / Yb3 +. Esta fibra de fluoruro tenía espejos dieléctricos revestidos presentes en cada extremo de la fibra óptica para formar una cavidad.

Para saber más sobre la física del láser y los diferentes tipos de láseres, visite https://lambdageeks.com/laser-physics/

Sobre Sanchari Chakraborty

Soy un estudiante entusiasta, actualmente invertido en el campo de la Óptica Aplicada y la Fotónica. También soy miembro activo de SPIE (Sociedad internacional de óptica y fotónica) y OSI (Sociedad óptica de India). Mis artículos tienen como objetivo sacar a la luz temas de investigación científica de calidad de una manera simple pero informativa. La ciencia ha ido evolucionando desde tiempos inmemoriales. Por lo tanto, intento aprovechar la evolución y presentarla a los lectores.

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