S rastućom izlaznom snagom industrijskih lasera, kako sigurno, učinkovito, na velike udaljenosti i fleksibilno prenositi visokoenergetske lasere postalo je ključno za promicanje dublje primjene i razvoja laserske tehnologije u područjima industrije, znanstvenog istraživanja i medicinski tretman. Tehnologija vlakana laserskog prijenosa energije velikog promjera jezgre nedvojbeno je učinkovit način za otključavanje "zadnjeg metra" lasera da točno dosegne scenu primjene.
Što je veliki promjer jezgre? To jest, promjer jezgre veći je od 50 μm, u usporedbi s tradicionalnim jednomodnim vlaknom, promjer jezgre je obično 9 ~ 10 μm. zašto koristiti veliki promjer jezgre? Veliki promjer jezgre može učinkovito povećati područje polja moda vlakana, smanjiti nelinearne efekte i poboljšati kvalitetu snopa; što je najvažnije, vlakno može izdržati optičku snagu i veličina polja moda je proporcionalna veličini promjera jezgre, može učinkovito poboljšati prag oštećenja vlakana, tako da je prijenos energije optičko vlakno sa strukturom velikog promjera jezgre postalo neizbježno. Slijedi kratak uvod u nekoliko glavnih vlakana za laserski prijenos energije velikog promjera.
Konvencionalno vlakno velikog promjera jezgre
Konvencionalno vlakno velikog promjera jezgre, struktura i tradicionalno monomodno vlakno, jezgra i obloga dva su dijela sastava, veličina jezgre je veća, za kvarcno staklo visoke čistoće, materijali za oblaganje mogu odabrati plastiku ili fluorom dopirane visoke čistoće (F) kvarcno staklo. Plastična obloga visoke vlačne čvrstoće, otpornost na zračenje; F-dopirana staklena obloga ima veću propusnost i manji gubitak.
U industriji, konvencionalna vlakna velikog promjera jezgre najčešći su tip vlakana za prijenos laserske energije i naširoko se koriste u područjima površinske toplinske obrade materijala, laserskog zavarivanja i laserskog rezanja. Medicinski, vlakna velikog promjera jezgre mogu se primijeniti u endoskopskoj laserskoj litotripsiji i liječenju prostate zbog svojih karakteristika visokog prijenosa energije, izolacije i savitljivosti.
Slika konvencionalne strukture vlakna velikog promjera jezgre i njegovog presjeka (Izvor: Wuhan Changyingtong Optoelectronics)
Homogenizirano vlakno posebne strukture velikog promjera jezgre
U usporedbi s konvencionalnim optičkim vlaknom velikog promjera jezgre, optičkim vlaknom za homogenizaciju posebne strukture velikog promjera jezgre, uglavnom se mijenja struktura jezgre, više nije tradicionalna okrugla, kao što su pravokutna jezgra, kvadratna jezgra, šesterokutna jezgra, osmerokutna jezgra, toroidalna jezgra i tako dalje, može zadovoljiti potrebe različitih scenarija primjene. Njegova jedinstvena struktura jezgre, za postizanje homogeniziranog izlaza snopa ravnog vrha, u usporedbi s konvencionalnim izlazom energije vlakana velikog promjera jezgre koncentrirane u središtu Gaussove zrake, može učiniti laser i ulogu materijala ujednačenijim, dok jednolika raspodjela energije lasera također poboljšava prag oštećenja vlakana u cjelini, u vrhunskom laserskom zavarivanju, toplinskoj obradi, površinskom čišćenju, fotolitografiji i obradi poluvodičkih ploča i tako dalje, vrlo je povoljno.
Slika dijela poprečnog presjeka vlakna za homogenizaciju posebne strukture velikog promjera jezgre (izvor: Wuhan Changyingtong Optoelectronics)
Mikrostrukturna vlakna
Poznato i kao fotonsko kristalno vlakno, njegov poprečni presjek ima složenu distribuciju indeksa loma, obično periodički raspored dopiranih staklenih materijala ili zračnih rupa, dvije su glavne kategorije pune jezgre i prazne jezgre. Ovdje se usredotočujemo na mikrostrukturirana optička vlakna sa šupljom jezgrom, uglavnom tri vrste Braggovih vlakana sa šupljom jezgrom, fotonska vlakna s razmakom između šupljih jezgri i antirezonantna vlakna sa šupljom jezgrom, od kojih se Braggova vlakna sa šupljom jezgrom uglavnom koriste u području senzora, dok su fotonska vlakna s razmakom između šupljih jezgri i antirezonantna vlakna sa šupljom jezgrom, koja ne samo da pokazuju izniman potencijal u području senzora, već su naširoko korištena u nizu vrhunskih znanstvenih i tehnoloških područja, kao što su prijenos energije i visoko - brze komunikacije.
U usporedbi s vlaknima s punom jezgrom, vlakna sa šupljom jezgrom imaju zračnu jezgru, karakteristiku koja im daje prednost niske disperzije i niskih nelinearnih učinaka, čime se osigurava održavanje dobre kvalitete izlaza točke tijekom prijenosa. U isto vrijeme, njegov visoki prag oštećenja pruža solidnu podršku za različite primjene lasera velike snage.
