Fibra dopada per TMés una fibra òptica amb la qual ha estat dopadaIons Thulium (Tm³⁺). Aquests ions proporcionen propietats d'amplificació i làsing úniques, especialment en elRegió d'infraroig mitjà (al voltant de 1,8 a 2,1 μm de longitud d'ona). Les fibres dopades per TM s'utilitzen àmpliament en làsers i amplificadors de fibra a causa de les seves capacitats eficients de lasing i l'amplada de banda d'emissió àmplia .
Funcions deFibra dopada per TM:
1. Amplificació de llum infraroig a mitja
Activeu els ions de thulium a la fibraAmplificació de llum en el rang espectral de 1,8-2,1 µm.
Aquest rang de longitud d'ona és valuós per a aplicacions que requereixenFonts làser de mig IR, com ara espectroscòpia i diagnòstic mèdic .
2. Generació làser
Les fibres dopades per TM serveixen com aguanyar migen làsers de fibra que emeten llum làser al~ 2 µm rang de longitud d'ona.
Donen suport a tots dosonada contínua (CW)iFuncionament polsat, inclòsQ-SWITCHINGibloqueig de modeper a polsos ultrafast .
3. Ample de banda d'emissions àmplia
L’ample de banda d’emissió dels ions de Thulium és ampli (~ 1800-2100 nm), permetent la sortida làser sintonitzable i la generació de pols ultrafast .
Això fa que les fibres dopades per TM siguin adequadesFonts làser de longitud d'ona.
4. Transferència d’energia eficient
En determinats dissenys de fibra, les fibres dopades per TM es poden co-dopar amb ytterbium (yb) o altres ions per millorar l'eficiència de la bomba i reduir la potència de la bomba de llindar .
La transferència d’energia eficient es produeixAlta potència de sortidai un bon rendiment làser .
5. Alt guany i baixa amplificació de soroll
Els amplificadors de fibra dopats per TM (TDFAs) proporcionenguany òptic elevatAmb un soroll relativament baix, millora la qualitat del senyal en sistemes òptics que funcionen prop de 2 μm .
Aplicacions de fibra dopada per TM:
1. Làsers mèdics i quirúrgics
La longitud d'ona de ~ 2 µm correspon a una forta absorció de l'aigua i els teixits biològics, cosa que fa que els làsers de fibra dopats per TM siguin ideals per aCirurgia de teixits tous, Ablació làser, itractaments dermatològics.
Els exemples inclouenurologia, Ent (oïda, nas, gola)cirurgia itractaments amb làser dental.
2. LiDar i teledetecció
S'utilitzen làsers de fibra dopada amb TMDetecció de llum i rang (LiDAR)sistemes, especialment per a la detecció atmosfèrica i el control ambiental .
La banda de 2 µm és avantatjosa per detectar vapor d'aigua i altres gasos .
3. Processament de materials industrials
Es fan servir làsers de fibra dopada amb TM d’alta potènciatallar, soldadura, imarcatgede materials com plàstics, metalls i ceràmiques .
La longitud d’ona de 2 µm s’absorbeix de manera eficient per molts materials industrials, permetent un processament precís i eficient .
4. Espectroscòpia d'infraroig mitjà
S'utilitzen fonts de fibra dopada amb TMSistemes espectroscòpicsPer a la detecció i anàlisi química .
La sortida Mid-IR coincideix amb les línies d’absorció de molts gasos i productes químics, permetent la detecció sensible en el control ambiental, el control de processos industrials i el diagnòstic mèdic .
5. Telecomunicació
Tot i que menys freqüent que els amplificadors de fibra dopada per erbium (EDFA) per a longituds d'ona de telecomunicacions (~ 1,55 µm), s'utilitzen amplificadors de fibra dopada per TMSistemes emergents de comunicació de mig IR.
Les longituds d'ona de Mid-IR tenen avantatges potencials per aComunicació òptica d'espai lliurei xarxes de fibra especialitzades .
6. Recerca científica i metrologia
Usat aExperiments d’òptica no lineals, Conversió de freqüènciesi generació de polsos ultrafast .
Els làsers de fibra dopada amb TM són components aCombs de freqüènciai altres eines de mesura de precisió .
7. Defensa i seguretat
La longitud d'ona de 2 µm és una eye-safer en comparació amb les longituds d'ona més curtes i poden penetrar millor els aerosols atmosfèrics, cosa que fa que els làsers dopats per TM siguin útils encodificació de rang, designació objectiu, iContramesures infrarojos.
Avantatges deFibres dopades per TM:
Ample de banda d'emissions àmpliaHabilitar la sintonització i la generació de pols ultrafast .
Lasing eficient al voltant2 μm, una longitud d'ona amb moltes aplicacions útils .
Altpotència de sortidaCapacitat amb bona qualitat de feix .
Compatibilitat ambArquitectures làser de fibra, permetent dissenys de làser compactes i robustos .
Es pot bombar de manera eficient amb làsers de díode disponibles comercialment .
Útil per a aplicacions on es necessita una forta absorció d'aigua (mèdica/biològica) .
Resum:
Fibres dopades per Thulium (fibres dopades per TM) són fibres òptiques especialitzades dopades amb ions de thulium que permeten una potent emissió i amplificació làser al voltant delLongitud d'ona de 2 μm. Les seves propietats úniques les fan essencials en làsers mèdics, lidar, processament industrial, espectroscòpia de mitja IR i telecomunicacions avançades . la seva àmplia emissió, alta eficiència i compatibilitat amb els sistemes làser de fibra la posicionen com a tecnologia crítica per a fotònics infrarojats mitjans .}