เส้นใย TM-dopedเป็นใยแก้วนำแสงที่ได้รับการเจือด้วยThulium ions (tm³⁺). ไอออนเหล่านี้ให้การขยายแสงที่ไม่ซ้ำกันและคุณสมบัติ lasing โดยเฉพาะในภูมิภาคกลางอินฟราเรด (ประมาณ 1.8 ถึง 2.1 μmความยาวคลื่น). เส้นใย TM-doped ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเลเซอร์ไฟเบอร์และแอมพลิฟายเออร์เนื่องจากความสามารถในการ lasing ที่มีประสิทธิภาพและแบนด์วิดท์การปล่อยก๊าซในวงกว้าง .}
ฟังก์ชั่นของเส้นใย TM-doped:
1. การขยายแสงกลางอินฟราเรด
Thulium ions ในการเปิดใช้งานเส้นใยการขยายแสงในช่วงสเปกตรัม 1.8–2.1 µm.
ช่วงความยาวคลื่นนี้มีค่าสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการแหล่งเลเซอร์กลาง IRเช่นสเปกโทรสโกปีและการวินิจฉัยทางการแพทย์ .
2. การสร้างเลเซอร์
เส้นใย TM-doped ทำหน้าที่เป็นได้รับสื่อในเลเซอร์ไฟเบอร์ที่ปล่อยแสงเลเซอร์ในช่วงความยาวคลื่น ~ 2 µm.
พวกเขาสนับสนุนทั้งสองคลื่นต่อเนื่อง (CW)และการผ่าตัด, รวมทั้งQ-switchingและล็อคโหมดสำหรับพัลส์ Ultrafast .
3. แบนด์วิดท์การปล่อยก๊าซกว้าง
แบนด์วิดธ์ที่ปล่อยออกมาของ Thulium ions นั้นกว้าง (~ 1800-2100 nm) อนุญาตให้เอาท์พุทเลเซอร์ที่ปรับได้และการสร้างพัลส์อัลตร้า
สิ่งนี้ทำให้เส้นใย TM-doped เหมาะสำหรับแหล่งเลเซอร์ความยาวคลื่นความยาวคลื่น.
4. การถ่ายโอนพลังงานที่มีประสิทธิภาพ
ในการออกแบบเส้นใยบางอย่างเส้นใย TM-doped สามารถร่วมกับ Ytterbium (YB) หรือไอออนอื่น ๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของปั๊มและลดกำลังปั๊มขีด จำกัด .}
ผลการถ่ายโอนพลังงานที่มีประสิทธิภาพกำลังขับสูงและประสิทธิภาพของเลเซอร์ที่ดี .
5. อัตราขยายสูงและการขยายเสียงรบกวนต่ำ
เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ TM-doped (TDFAs) ให้บริการรับแสงสูงด้วยเสียงรบกวนที่ค่อนข้างต่ำการปรับปรุงคุณภาพของสัญญาณในระบบออพติคอลที่ทำงานใกล้ 2 μm .}
แอปพลิเคชันของเส้นใย TM-doped:
1. เลเซอร์ทางการแพทย์และศัลยกรรม
ความยาวคลื่น ~ 2 µm สอดคล้องกับการดูดซึมที่แข็งแกร่งโดยน้ำและเนื้อเยื่อชีวภาพทำให้เลเซอร์ไฟเบอร์ที่ใช้ TM-doped เหมาะสำหรับการผ่าตัดเนื้อเยื่ออ่อน, การระเหยด้วยเลเซอร์, และการรักษาโรคผิวหนัง.
ตัวอย่างรวมถึงระบบทางเดินปัสสาวะ, ent (หูจมูกคอ)การผ่าตัดและการรักษาด้วยเลเซอร์ทันตกรรม.
2. LIDAR และการตรวจจับระยะไกล
เลเซอร์ไฟเบอร์ที่ใช้ TM-dopedการตรวจจับแสงและหลากหลาย (LIDAR)ระบบโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจจับบรรยากาศและการตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม .
วง 2 µm เป็นประโยชน์สำหรับการตรวจจับไอน้ำและก๊าซอื่น ๆ .}
3. การแปรรูปวัสดุอุตสาหกรรม
ใช้เลเซอร์ไฟเบอร์ TM-doped กำลังสูงสำหรับการตัด, การเชื่อม, และการทำเครื่องหมายของวัสดุเช่นพลาสติกโลหะและเซรามิก .
ความยาวคลื่น 2 µm ถูกดูดซึมได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยวัสดุอุตสาหกรรมจำนวนมากทำให้การประมวลผลที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพ .}
4. สเปกโทรสโกปีกลางอินฟราเรด
ใช้แหล่งไฟเบอร์ TM-dopedระบบสเปกโทรสโกปีสำหรับการตรวจจับและการวิเคราะห์ทางเคมี .
เอาท์พุท Mid-IR ตรงกับสายการดูดซับของก๊าซและสารเคมีจำนวนมากทำให้สามารถตรวจจับที่ละเอียดอ่อนในการตรวจสอบสิ่งแวดล้อมการควบคุมกระบวนการอุตสาหกรรมและการวินิจฉัยทางการแพทย์ .
5. โทรคมนาคม
แม้ว่าจะพบได้น้อยกว่าแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ที่เจือด้วย Erbium (EDFA) สำหรับความยาวคลื่นโทรคมนาคม (~ 1.55 µm), แอมพลิฟายเออร์ TM-dopedระบบการสื่อสารที่เกิดขึ้นกลางตอนกลาง.
ความยาวคลื่น Mid-IR มีข้อได้เปรียบที่อาจเกิดขึ้นสำหรับการสื่อสารด้วยแสงอิสระและเครือข่ายไฟเบอร์พิเศษ .
6. การวิจัยทางวิทยาศาสตร์และมาตรวิทยา
ใช้ในการทดลองเลนส์แบบไม่เชิงเส้น, การแปลงความถี่และการสร้างพัลส์ Ultrafast .
เลเซอร์ไฟเบอร์ TM-doped เป็นส่วนประกอบในหวีความถี่และเครื่องมือวัดความแม่นยำอื่น ๆ .
7. การป้องกันและความปลอดภัย
ความยาวคลื่น 2 µm นั้นน่าทึ่งเมื่อเทียบกับความยาวคลื่นที่สั้นกว่าและสามารถเจาะละอองในบรรยากาศได้ดีขึ้นทำให้เลเซอร์ TM-doped มีประโยชน์การหารอบ, การกำหนดเป้าหมาย, และการตอบโต้อินฟราเรด.
ข้อดีของเส้นใย TM-doped:
แบนด์วิดท์การปล่อยก๊าซกว้างการเปิดใช้งานความสามารถในการปรับแต่งและการสร้างพัลส์ที่มีความพิเศษ .
มีประสิทธิภาพรอบ2 μm, ความยาวคลื่นที่มีแอปพลิเคชันที่มีประโยชน์มากมาย .
สูงกำลังขับความสามารถที่มีคุณภาพลำแสงที่ดี .
ความเข้ากันได้กับสถาปัตยกรรมเลเซอร์ไฟเบอร์อนุญาตให้มีการออกแบบเลเซอร์ที่มีขนาดกะทัดรัดและแข็งแกร่ง .
สามารถสูบฉีดได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยเลเซอร์ไดโอดที่มีวางจำหน่ายทั่วไป .
มีประโยชน์สำหรับการใช้งานที่จำเป็นต้องมีการดูดซับน้ำที่แข็งแกร่ง (ทางการแพทย์/ชีวภาพ) .
สรุป:
เส้นใย thulium-doped (เส้นใย TM-doped) เป็นเส้นใยออพติคอลที่มีความเชี่ยวชาญด้วยไอออน thulium ที่เปิดใช้งานการปล่อยเลเซอร์ที่ทรงพลังและการขยายรอบความยาวคลื่น 2 μm. คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของพวกเขาทำให้พวกเขามีความสำคัญในเลเซอร์ทางการแพทย์, lidar, การประมวลผลอุตสาหกรรม, สเปกโทรสโกปีกลางและการสื่อสารโทรคมนาคมขั้นสูง . การปล่อยก๊าซในวงกว้างประสิทธิภาพสูงและความเข้ากันได้กับระบบเลเซอร์ไฟเบอร์