Оптично влакно от легирано влакно с ербий-итърбий (ER: YB влакно)е aДвойно облечени оптични влакналегиран сEr³⁺ (ербий)иYb³⁺ (итербий)йони, широко използвани вЛазери с висока мощностиОптични усилватели, особено в1550 nmлента за дължина на вълната.
Какво е ER: YB легирано влакно?
Определение:
AnЕрбий-итрибиево легирано влакное aСпециални оптични влакнакъдето ядрото на влакната е съвместноЕрбиеви йони (er³⁺)иИтербиеви йони (yb³⁺). Yb³⁺ действа като aсенсибилизатор, ефективно абсорбираща светлината на помпата (обикновено при915–976 nm) иПрехвърляне на енергия в er³⁺, който след това излъчва в1550 nmлента.
Принцип на работа
Светлина на помпата (915–976 nm)се абсорбира предимно отYb³⁺.
Пренос на енергия: Развълнуван Yb³⁺ Прехвърля енергия в близките er³⁺ йони.
Er³⁺ Емисии: Er³⁺ Преходите произвеждат светлина вC-лента (1530–1565 nm).
Конструкция на влакна
| Слой | Описание |
|---|---|
| Ядро | Силициев диоксид, легиран с er³⁺ и yb³⁺ йони |
| Вътрешна облицовка | Голям диаметър, облицовка с ниско ниво за разпространение на светлината на помпата |
| Външна облицовка | Полимер или стъклено покритие за затвор и защита |
Типични основни диаметри:6–30 μm
Вътрешна облицовка:100–400 μm
Външен диаметър:125–500 μm
Ключови оптични параметри
| Параметър | Типична стойност |
|---|---|
| Дължина на вълната на помпата | 915, 940, 976 nm |
| Дължина на вълната на емисиите | 1530–1565 nm (C-лента), също 1480 nm регион |
| Абсорбция (YB³⁺) | >3–5 dB\/m при 976 nm |
| Печалба (er³⁺) | 20–40 dB в зависимост от дължината и мощността на помпата |
| Ефективност на преобразуване | 30–60% (зависи от дизайна) |
| Поляризация | Предлага се вPM (поддържане на поляризация)Версия |
Приложения
1. Лазери с висока мощност
Използва се вТелеком, Лидар, Свободно пространство комуникация, рязане\/гравиранеисензор.
Особено подходящ заобхват за безопасност на очите 1,5 μmЛазери.
2. Erbium-Ytterbium Co-ъпдействащи влакна (EYDFA)
Увеличава сигналната мощност вПлътна WDM (DWDM)Системи за оптична комуникация.
Използва се вПодводни кабели на дълги разстояния, Метро\/основни мрежи.
3. Медицински и индустриални приложения
Изходът с висока мощност 1550 nm е безопасен заизлагане на кожа и очи.
Използва се вНеинвазивни лечения, Засещане за газ, Намиране на обхват.
4. Генериране на суперконтинуум
Изпомпване ER: YB влакно с фемтосекундни източници могат да генериратШироколентов IR спектри.
Предимства наER: YB кокосни влакна
| Предимство | Описание |
|---|---|
| Абсорбция с висока помпа | Yb³⁺ абсорбира силно при 976 nm (диодно-ефективен) |
| Ефективен трансфер на енергия | Активира силно ER³⁺ възбуждане с къси дължини |
| Висока изходна мощност | Мащабируемост на мощността с помощта на двойна архитектура |
| Дължина на вълната за безопасност на очите | 1550 nm е по -безопасен от по -късите дължини на вълните |
| Топлинна ефективност | Високата квантова ефективност намалява топлинното натоварване |
Предизвикателства
Фотодаркиране: Деградация на производителността във времето при високи сили
Гасиране при висок допинг: Твърде много er³⁺ може да доведе до групиране на йони и загуба на енергия
ASE (амплифицирана спонтанна емисия): Се нуждае от спектрално филтриране при усилватели
Избелване на помпата: Неправилната дължина на влакната може да доведе до неефективна употреба на помпата
Дизайнерски варианти
| Тип фибри | Описание |
|---|---|
| Двойно облечено ER: YB влакно | За висока мощност, облицовка (напр. 10W-100W) |
| Едно облечено ER: YB влакно | За умерена печалба, основни системи |
| PM ER: YB Fiber | Поддържане на поляризация, критичен за съгласуваните системи |
| LMA ER: YB Fiber | Площ на голям режим → По -висока мощност без нелинейности |
Типични продукти
| Модел | Ядро\/облицовка (µm) | Приложение | Производител |
|---|---|---|---|
| Liekki er 80-8\/125 | 8 / 125 | Eydfa, лазер с ниска мощност | nlight-liekki (Финландия) |
| Nufern Eydfa-PM -10\/125 | 10 / 125 | PM усилвател | Нуферн |
| YB\/ER LMA Fiber (25\/250) | 25 / 250 | Лазер с висока мощност | Yofc, Thorlabs, кохерентен |