ਸਿੰਗਲ-ਮੋਡ ਫਾਈਬਰ ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਦਾ ਮੂਲ ਸਿਧਾਂਤ

ਦਾ ਮੂਲ ਸਿਧਾਂਤਸਿੰਗਲ-ਮੋਡ ਫਾਈਬਰ ਲੇਜ਼ਰ

ਲੇਜ਼ਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਤਿੰਨ ਬੁਨਿਆਦੀ ਸ਼ਰਤਾਂ ਪੂਰੀਆਂ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ: ਆਬਾਦੀ ਉਲਟਾਉਣਾ, ਇੱਕ ਢੁਕਵੀਂ ਗੂੰਜਦੀ ਗੁਫਾ, ਅਤੇ ਪਹੁੰਚਣਾਲੇਜ਼ਰਥ੍ਰੈਸ਼ਹੋਲਡ (ਰੈਜ਼ੋਨੈਂਟ ਕੈਵਿਟੀ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦਾ ਲਾਭ ਨੁਕਸਾਨ ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੋਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ)। ਸਿੰਗਲ-ਮੋਡ ਫਾਈਬਰ ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਦੀ ਕਾਰਜ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਬਿਲਕੁਲ ਇਨ੍ਹਾਂ ਬੁਨਿਆਦੀ ਭੌਤਿਕ ਸਿਧਾਂਤਾਂ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਹੈ ਅਤੇ ਫਾਈਬਰ ਵੇਵਗਾਈਡਾਂ ਦੀ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਬਣਤਰ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਅਨੁਕੂਲਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦੀ ਹੈ।

ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਦੇ ਉਤਪਾਦਨ ਲਈ ਉਤੇਜਿਤ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਅਤੇ ਆਬਾਦੀ ਉਲਟਾਉਣ ਭੌਤਿਕ ਆਧਾਰ ਹਨ। ਜਦੋਂ ਪੰਪ ਸਰੋਤ (ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਇੱਕ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਲੇਜ਼ਰ ਡਾਇਓਡ) ਦੁਆਰਾ ਨਿਕਲਣ ਵਾਲੀ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਦੁਰਲੱਭ ਧਰਤੀ ਆਇਨਾਂ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਯਟਰਬੀਅਮ Yb³⁺, erbium Er³⁺) ਨਾਲ ਡੋਪ ਕੀਤੇ ਲਾਭ ਫਾਈਬਰ ਵਿੱਚ ਇੰਜੈਕਟ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਦੁਰਲੱਭ ਧਰਤੀ ਆਇਨ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਸੋਖ ਲੈਂਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਜ਼ਮੀਨੀ ਅਵਸਥਾ ਤੋਂ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਅਵਸਥਾ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਜਦੋਂ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਅਵਸਥਾ ਵਿੱਚ ਆਇਨਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਜ਼ਮੀਨੀ ਅਵਸਥਾ ਵਿੱਚ ਇਸ ਤੋਂ ਵੱਧ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਇੱਕ ਆਬਾਦੀ ਉਲਟਾਉਣ ਅਵਸਥਾ ਬਣਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਬਿੰਦੂ 'ਤੇ, ਘਟਨਾ ਫੋਟੌਨ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ-ਅਵਸਥਾ ਆਇਨ ਦੇ ਉਤੇਜਿਤ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਨੂੰ ਚਾਲੂ ਕਰੇਗਾ, ਘਟਨਾ ਫੋਟੌਨ ਦੇ ਸਮਾਨ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ, ਪੜਾਅ ਅਤੇ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਨਵੇਂ ਫੋਟੌਨ ਪੈਦਾ ਕਰੇਗਾ, ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਆਪਟੀਕਲ ਐਂਪਲੀਫਿਕੇਸ਼ਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰੇਗਾ।

ਸਿੰਗਲ-ਮੋਡ ਦੀ ਮੁੱਖ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਫਾਈਬਰ ਲੇਜ਼ਰਇਹ ਆਪਣੇ ਬਹੁਤ ਹੀ ਬਰੀਕ ਕੋਰ ਵਿਆਸ (ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ 8-14μm) ਵਿੱਚ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਵੇਵ ਆਪਟਿਕਸ ਥਿਊਰੀ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ, ਅਜਿਹਾ ਬਰੀਕ ਕੋਰ ਸਿਰਫ਼ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮੈਗਨੈਟਿਕ ਫੀਲਡ ਮੋਡ (ਭਾਵ, ਬੁਨਿਆਦੀ ਮੋਡ LP₀₁ ਜਾਂ HE₁₁ ਮੋਡ) ਨੂੰ ਸਥਿਰ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਸਾਰਿਤ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦੇ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਯਾਨੀ ਕਿ ਸਿੰਗਲ ਮੋਡ। ਇਹ ਮਲਟੀਮੋਡ ਫਾਈਬਰਾਂ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਇੰਟਰਮੋਡਲ ਫੈਲਾਅ ਸਮੱਸਿਆ ਨੂੰ ਖਤਮ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਯਾਨੀ ਕਿ, ਵੱਖ-ਵੱਖ ਗਤੀਆਂ 'ਤੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਮੋਡਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਸਾਰ ਕਾਰਨ ਪਲਸ ਚੌੜਾ ਕਰਨ ਵਾਲੀ ਘਟਨਾ। ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦੇ ਦ੍ਰਿਸ਼ਟੀਕੋਣ ਤੋਂ, ਸਿੰਗਲ-ਮੋਡ ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰਾਂ ਵਿੱਚ ਧੁਰੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਨਾਲ ਪ੍ਰਸਾਰਿਤ ਹੋਣ ਵਾਲੇ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦਾ ਮਾਰਗ ਅੰਤਰ ਬਹੁਤ ਛੋਟਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਆਉਟਪੁੱਟ ਬੀਮ ਵਿੱਚ ਸੰਪੂਰਨ ਸਥਾਨਿਕ ਤਾਲਮੇਲ ਅਤੇ ਗੌਸੀ ਊਰਜਾ ਵੰਡ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਬੀਮ ਗੁਣਵੱਤਾ ਕਾਰਕ M² 1 (ਇੱਕ ਆਦਰਸ਼ ਗੌਸੀ ਬੀਮ ਲਈ M²=1) ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਸਕਦਾ ਹੈ।

ਫਾਈਬਰ ਲੇਜ਼ਰ ਤੀਜੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੇ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਪ੍ਰਤੀਨਿਧੀ ਹਨਲੇਜ਼ਰ ਤਕਨਾਲੋਜੀ, ਜੋ ਕਿ ਦੁਰਲੱਭ ਧਰਤੀ ਦੇ ਤੱਤ-ਡੋਪਡ ਗਲਾਸ ਫਾਈਬਰਾਂ ਨੂੰ ਲਾਭ ਮਾਧਿਅਮ ਵਜੋਂ ਵਰਤਦੇ ਹਨ। ਪਿਛਲੇ ਦਹਾਕੇ ਦੌਰਾਨ, ਸਿੰਗਲ-ਮੋਡ ਫਾਈਬਰ ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਨੇ ਆਪਣੇ ਵਿਲੱਖਣ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਫਾਇਦਿਆਂ ਦੇ ਕਾਰਨ, ਗਲੋਬਲ ਲੇਜ਼ਰ ਮਾਰਕੀਟ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਵਧਦੀ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹਿੱਸੇਦਾਰੀ 'ਤੇ ਕਬਜ਼ਾ ਕਰ ਲਿਆ ਹੈ। ਮਲਟੀਮੋਡ ਫਾਈਬਰ ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਜਾਂ ਰਵਾਇਤੀ ਸਾਲਿਡ-ਸਟੇਟ ਲੇਜ਼ਰ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਵਿੱਚ, ਸਿੰਗਲ-ਮੋਡ ਫਾਈਬਰ ਲੇਜ਼ਰ 1 ਦੇ ਨੇੜੇ ਬੀਮ ਗੁਣਵੱਤਾ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਆਦਰਸ਼ ਗੌਸੀਅਨ ਬੀਮ ਪੈਦਾ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਜਿਸਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਕਿ ਬੀਮ ਲਗਭਗ ਸਿਧਾਂਤਕ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਵਿਭਿੰਨਤਾ ਕੋਣ ਅਤੇ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਫੋਕਸਡ ਸਥਾਨ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾ ਇਸਨੂੰ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਅਤੇ ਮਾਪ ਦੇ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਅਟੱਲ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਲਈ ਉੱਚ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਅਤੇ ਘੱਟ ਥਰਮਲ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।