TM Dopované vláknoodkazuje na dopované optické vláknothulium ionty (tm³⁺). Toto vlákno se primárně používá k generování nebo zesílení světla vkolem 1,9 až 2,1 rozsahu vlnových délek mikrometrů (µm), což je vMid-infračervená (polovina IR) region.
Co je vlákno dopované TM?
Definice:
A TM dopované vláknoje optické vlákno, jehož jádro je dopovánothulium ionty (tm³⁺), které slouží jako aktivní lasing nebo zesílení média. Když jsou opticky čerpány, TM ionty umožňují emise nebo zesílení laseru převážně blízko1.9–2.1 µmvlnové délky.
Pracovní princip
Optické čerpání(obvykle při 790 nm nebo 1200–1300 nm) vzrušuje ionty TM³⁺.
Thulium ionty podléhají přechodům energie, které emitují fotony hlavně v1.9–2.1 µmkapela.
Tato emise je užitečná, protože tento rozsah vlnové délky má nízkou atmosférickou absorpci a je „oční bezpečný“.
Klíčové optické vlastnosti
| Parametr | Typická hodnota |
|---|---|
| Emisní vlnová délka | ~ 1,9 až 2,1 µm |
| Vlnová délka čerpadla | Obvykle 790 nm nebo 1200–1300 nm |
| Velikost jádra | Obvykle 6–10 µm (vlákna s jedním režimem) |
| Absorpční vrcholy | Poblíž 790 nm (pro čerpání) |
Aplikace
1. TM-dopované vláknité lasery
Generovat lasery při ~ 2 um použité v:
Lékařské postupy (např. Chirurgie, dermatologie)
Lidar a dálkové snímání (kvůli atmosférickému přenosu)
Zpracování materiálů (řezání, svařování)
Vojenské aplikace (nalezení rozsahu, protiopatření)
2. TM dotované zesilovače vlákna
Amplify signálů kolem 2 um v systémech komunikace nebo snímání vláken.
3. Zdroje světelného světla v polovině infračerveného střeva
Používá se jako zdroje pro spektroskopii a monitorování životního prostředí.
Výhody
Vlnová délka zabezpečená okem:Snížené riziko poškození ve srovnání s kratšími vlnovými délkami.
Silná emise:Efektivní působení laseru při 2 um.
Dobrý atmosférický přenos:Užitečné pro lidar a dálkové snímání.
Kompatibilita:Lze integrovat do laserových systémů vláken.
Výzvy
Dostupnost zdroje čerpadla:Vyžaduje vhodné lasery čerpadla (obvykle 790 nm diodových laserů).
Termální správa:Provoz vysokého výkonu vyžaduje dobrý rozptyl tepla.
Výroba vláken:Udržování nízké ztráty při 2 um vlnové délce je náročné.
Typické vláknité struktury
Vlákna s jedním režimem nebo s dvojitým oblečením umožňují vysokou absorpci čerpadla a škálování výkonu.
Lze spolupracovat s jinými ionty (např. Holmium nebo ytterbium) pro specifická vylepšení výkonu.