TM-легирани фибрие оптично влакно, което е легирано сТулиеви йони (TM³⁺). Тези йони осигуряват уникално усилване на светлината и лазинг свойства, особено вСредно инфрачервен регион (около 1,8 до 2,1 µm дължина на вълната). TM-легираните влакна се използват широко във влакнести лазери и усилватели поради техните ефективни възможности за лазинг и широка честотна лента на емисиите .
Функции наTM-легирани фибри:
1. Средно инфрачервена светлина усилване
Тулиевите йони в влакното активиратСветлинно усилване в спектрален диапазон 1,8–2,1 µm.
Този диапазон на дължината на вълната е ценен за приложения, които изискватСредни източници на лазер, като спектроскопия и медицинска диагностика .
2. Лазерно поколение
TM-легираните влакна служат катоСпечелете средав лазери от влакна, които излъчват лазерна светлина в~ 2 µm обхват на дължината на вълната.
Те поддържат и дветенепрекъсната вълна (CW)иимпулсна операция, включителноQ-превключванеиЗаключване на режимза ултрабързи импулси .
3. Широка широчина на емисиите
Емисионната честотна лента на йони на Thulium е широка (~ 1800-2100 nm), което позволява настройващ се лазерен изход и ултрабърза импулсен генериране .
Това прави TM-легираните влакна подходящи заИзточници на лазерни дължини на дължината на вълната.
4. Ефективен трансфер на енергия
В определени дизайни на влакна влакната, легирани с TM, могат да бъдат съвместни с итербий (YB) или други йони, за да се подобри ефективността на помпата и да намали праговата помпа на прага .
Ефективният трансфер на енергия води доВисока изходна мощности добра лазерна ефективност .
5. Високо усилване и ниско усилване на шума
TM-легираните усилватели на влакна (TDFAs) осигуряватВисока оптична печалбаСъс сравнително нисък шум, подобряване на качеството на сигнала в оптичните системи, работещи близо 2 μm .
Приложения на влакно от TM:
1. Медицински и хирургически лазери
Дължината на вълната ~ 2 µm съответства на силна абсорбция от вода и биологични тъкани, което прави TM-легираните лазери идеални заХирургия на меките тъкани, лазерна аблацияиДерматологични лечения.
Примерите включватУрология, Ent (ухо, нос, гърло)операция идентални лазерни лечения.
2. Лидар и дистанционно наблюдение
Използват се TM-легирани лазериОткриване и диапазон на светлина (LIDAR)Системи, особено за атмосферно усещане и мониторинг на околната среда .
2 µm лентата е изгодна за откриване на водна пара и други газове .
3. Промишлена обработка на материали
Използват се с висока мощност TM лазерирязане, заваряванеимаркиранена материали като пластмаси, метали и керамика .
Дължината на вълната 2 µm се абсорбира ефективно от много индустриални материали, което позволява прецизна и ефективна обработка .
4. Средно инфрачервена спектроскопия
Използват се от TM-легиращи източнициСпектроскопични системиЗа химическо наблюдение и анализ .
Изходът от средата на IR съвпада с абсорбционните линии на много газове и химикали, което позволява чувствително откриване при мониторинг на околната среда, контрол на индустриалния процес и медицинска диагностика .
5. Телекомуникации
Въпреки че е по-рядко срещан от усилвателите на влакна с ербий (EDFA) за телекомуникационни дължини на вълните (~ 1,55 µm), TM-легираните усилватели се използват вПоявяващи се системи за комуникация в средата на ИР.
Средните дължини на вълните имат потенциални предимства заОптична комуникация в свободно пространствои специализирани фибри мрежи .
6. Научни изследвания и метрология
Използва се вНелинейни експерименти с оптика, Честотно преобразуванеи генериране на ултрабързи импулси .
TM-легираните лазери са компоненти вЧестотни гребении други инструменти за прецизно измерване .
7. Отбрана и сигурност
Дължината на вълната 2 µm е очна-оферта в сравнение с по-късите дължини на вълната и може да проникне в атмосферните аерозоли по-добре, което прави TM-легираните лазери полезни вНамаляване на обхвата, Целево обозначениеиинфрачервени противодействия.
Предимства наTM-легирани влакна:
Широка широчина на емисиитеАктивиране на настройка и ултрабърз генерация на импулс .
Ефективно лазинг наоколо2 μm, дължина на вълната с много полезни приложения .
ВисокоИзходна мощностВъзможност с добро качество на лъча .
Съвместимост сЛазерни архитектури, позволявайки компактни, здрави лазерни дизайни .
Може да се изпомпва ефективно с наличните в търговската мрежа диодни лазери .
Полезно за приложения, при които е необходимо силно абсорбция на вода (медицинско/биологично) .
Резюме:
Влакна, легирани от тили (влакна, легирани с ТМ) са специализирани оптични влакна, легирани с йони на Thulium, които позволяват мощни лазерни емисии и усилване около2 μm дължина на вълната. Техните уникални свойства ги правят от съществено значение при медицинските лазери, лидар, индустриална обработка, средна IR спектроскопия и усъвършенствани телекомуникации . тяхната широка емисия, висока ефективност и съвместимост с лазерни системи ги позиционират като критична технология за средна инфрачервена фотоника .