Un laser in vetro ad erbio è una sorgente laser efficiente che utilizza ioni erbio (Er³⁺) drogati nel vetro come mezzo di guadagno. Questo tipo di laser ha applicazioni significative nella gamma di lunghezze d'onda del vicino infrarosso, in particolare tra 1530 e 1565 nanometri, che è cruciale nelle comunicazioni in fibra ottica, poiché la sua lunghezza d'onda corrisponde alle caratteristiche di trasmissione della fibra ottica, migliorando efficacemente la distanza e la qualità della trasmissione del segnale. .
Principio di funzionamento
1. Mezzo di guadagno: il nucleo del laser è un materiale di vetro drogato con ioni di erbio, comunemente vetro Yb drogato con erbio o vetro di quarzo drogato con erbio. Questi ioni erbio fungono da mezzo di guadagno nel laser.
2. Sorgente di eccitazione: gli ioni erbio vengono eccitati da una sorgente luminosa a pompa, come una lampada allo xeno o un laser a diodi ad alta efficienza, passando a uno stato eccitato. La lunghezza d'onda della sorgente della pompa deve corrispondere alle caratteristiche di assorbimento degli ioni erbio per ottenere un'eccitazione ottimale.
3. Emissione spontanea e stimolata: gli ioni erbio eccitati emettono spontaneamente fotoni, che possono entrare in collisione con altri ioni erbio, innescando l'emissione stimolata e aumentando ulteriormente l'intensità della luce. Questo processo si ripete continuamente, portando all'amplificazione del laser.
4. Uscita laser: attraverso gli specchi su entrambe le estremità del laser, una parte della luce viene reimmessa selettivamente nel mezzo di guadagno, creando risonanza ottica e infine producendo un'uscita laser a una lunghezza d'onda specifica.
Caratteristiche principali
1.Lunghezza d'onda: la lunghezza d'onda di uscita primaria è compresa tra 1530 e 1565 nanometri, il che è particolarmente importante per un'efficiente trasmissione dei dati nelle comunicazioni in fibra ottica.
2. Efficienza di conversione: i laser in vetro Erbio hanno un'elevata efficienza di conversione della luce della pompa, offrendo un buon utilizzo dell'energia in varie applicazioni.
3. Guadagno a banda larga: presentano un'ampia larghezza di banda a guadagno, che li rende adatti a gestire più segnali di lunghezza d'onda contemporaneamente per soddisfare le moderne esigenze di comunicazione.
Applicazioni
1. Comunicazione in fibra ottica: nei sistemi di comunicazione, i laser in vetro ad erbio vengono utilizzati per l'amplificazione e la rigenerazione del segnale, migliorando significativamente la distanza e la qualità della trasmissione, soprattutto nelle reti in fibra a lunga distanza.
2. Lavorazione dei materiali: ampiamente applicati in aree industriali come il taglio laser, la saldatura e l'incisione, i laser in vetro ad erbio raggiungono una lavorazione precisa dei materiali grazie alla loro elevata densità di energia.
3.Medico: in campo medico, i laser a vetro ad erbio vengono utilizzati per vari trattamenti laser, come problemi dermatologici e interventi chirurgici oftalmici, grazie alle loro eccellenti caratteristiche di assorbimento in lunghezze d'onda specifiche per i tessuti biologici.
4.Lidar: in alcuni sistemi lidar, i laser a vetro di erbio vengono utilizzati per il rilevamento e la misurazione, fornendo un supporto dati preciso per la guida autonoma e la mappatura topografica.
Nel complesso, i laser a vetro ad erbio dimostrano un potenziale applicativo significativo in più campi grazie alle loro prestazioni efficienti e affidabili.
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Orario di pubblicazione: 10 ottobre 2024