ארביום-יטטרביום מסומם סיבים אופטיים (ER: סיבי YB)הוא אסיבים אופטיים לבושים כפוליםמסומם עםERמד (ארביום)וכןYb³⁺ (ytterbium)יונים, הנמצאים בשימוש נרחב בלייזרי סיבים בעלי עוצמה גבוההוכןמגברים אופטייםבמיוחד ב1550 ננומטרלהקת אורך גל .
מה זה אה: סיבים מסוממים של YB?
הַגדָרָה:
ANסיבים מסוממים ארביום-יטטרביוםהוא אסיבים אופטיים מיוחדיםשם מסומם ליבת הסיביםיוני ארביום (ERWAIN)וכןיוני ytterbium (yb³⁺). yb³⁺ פועל כ-רגיש, סופג ביעילות אור משאבה (בדרך כלל ב915–976 ננומטר) והעברת אנרגיה ל- ER אקשאחר כך פולט ב1550 ננומטרBand .
עיקרון עבודה
אור משאבה (915–976 ננומטר)נקלט בעיקר על ידיYb³⁺.
העברת אנרגיה: נרגש yb³⁺ מעביר אנרגיה ליוני Erlace הסמוכים .
פליטה Erמד: מעברים er³⁺ מייצרים אור בC-band (1530–1565 ננומטר).
בניית סיבים
| שִׁכבָה | תֵאוּר |
|---|---|
| ליבה | סיליקה מסוממת עם יוני Erlan |
| חיפוי פנימי | קוטר גדול, חיפוי NA נמוך להתפשטות תאורה של משאבה |
| חיפוי חיצוני | ציפוי פולימר או זכוכית לתיקון ולהגנה על אור |
קוטרי ליבה טיפוסיים:6–30 μm
חיפוי פנימי:100–400 μm
קוטר חיצוני:125–500 μm
פרמטרים אופטיים מרכזיים
| פָּרָמֶטֶר | ערך אופייני |
|---|---|
| אורך גל משאבה | 915, 940, 976 ננומטר |
| אורך גל פליטה | 1530–1565 ננומטר (C-band), גם אזור 1480 ננומטר |
| ספיגה (yb³⁺) | >3–5 dB/m ב 976 ננומטר |
| רווח (er³⁺) | 20–40 dB תלוי באורך ובאורך המשאבה |
| יעילות המרה | 30–60% (תלוי בעיצוב) |
| קיטוב | זמין בראש הממשלה (שמירה על קיטוב)גִרְסָה |
יישומים
1. לייזרי סיבים בעלי עוצמה גבוהה
משמש בטלקום, לידר, תקשורת בחלל חופשי, חיתוך/חריטה, וחישה.
מתאים במיוחדטווח 1.5 מיקרומטר בטוח בעיןלייזרים .
2. erbium-ytterbium מגברי סיבים משותפים (EYDFA)
הגביר את כוח האות בWDM צפוף (DWDM)מערכות תקשורת סיבים אופטיים .
משמש בכבלי צוללת ארוכי טווח, רשתות מטרו/ליבה.
3. יישומים רפואיים ותעשייתיים
פלט כוח גבוה של 1550 ננומטר בטוח עבורחשיפה לעור ועיניים.
משמש בטיפולים לא פולשניים, חישת גז, טִוּוּחַ.
4. דור SuperContinuum
שאיבת ER: סיבי YB עם מקורות femtosecond יכולים לייצרספקטרום IR בפס רחב.
יתרונות שלER: סיבים מסוממים ב- YB
| יִתרוֹן | תֵאוּר |
|---|---|
| ספיגת משאבה גבוהה | Yb³⁺ סופג חזק במהירות של 976 ננומטר (יעיל דיודה) |
| העברת אנרגיה יעילה | מאפשר עירור er -⁺ חזק עם אורכים קצרים |
| כוח תפוקה גבוה | מדרגיות כוח באמצעות ארכיטקטורה לבושה כפולה |
| אורך גל בטוח בעיניים | 1550 ננומטר בטוח יותר מאורכי גל קצרים יותר של IR |
| יעילות תרמית | יעילות קוונטית גבוהה מפחיתה את עומס החום |
אתגרים
פוטו -סקרנות: השפלה של ביצועים לאורך זמן בכוחות גבוהים
מרווה בסמים גבוהים: יותר מדי ERW
ASE (פליטה ספונטנית מוגברת): זקוק לסינון ספקטרלי במגברים
הלבנת משאבה: אורך סיבים לא תקין יכול להוביל לשימוש לא יעיל במשאבה
גרסאות עיצוב
| סוג סיבים | תֵאוּר |
|---|---|
| ER לבוש כפול: סיבי YB | לחשמל גבוה, Cladding-Pumped (e . g ., 10w–100w) |
| ER עם לבוש יחיד: סיבי YB | לקבלת רווח בינוני, מערכות לשאיבת ליבה |
| ראש הממשלה ER: סיבי YB | קיטוב-מנטה, קריטי למערכות קוהרנטיות |
| LMA ER: סיבי YB | אזור מצב גדול → כוח גבוה יותר ללא אי -ליניאריות |
מוצרים טיפוסיים
| דֶגֶם | ליבה/חיפוי (מיקרומטר) | בַּקָשָׁה | יַצרָן |
|---|---|---|---|
| Liekki er 80-8/125 | 8 / 125 | EYDFA, לייזר כוח נמוך | Nlight-Liekki (פינלנד) |
| Nufern eydfa-pm -10/125 | 10 / 125 | מגבר PM | נופרן |
| סיבי YB/ER LMA (25/250) | 25 / 250 | לייזר בעל עוצמה גבוהה | Yofc, Thorlabs, קוהרנטי |