ألياف الليزر
المحتويات
بدايةً، ألياف الليزر (بالإنجليزية:fiber laser) هو نوع من الليزر يتكون فيه الوسط النشط من ألياف ضوئية المشوبة بعناصر ثقيلة مثل الإربيوم والنيوديميوم والديسبروزيوم والثوليوم Tm. وهي تنتمي إلى مضخمات الألياف المشوبة التي تقوم بالتضخيم الضوئي بدون استخدام الليزر. ويمكن للألياف الغير خطية في خواصها مثل تناثر رامان أو خاصية خلط أربعة موجات four-wave mixing أن تقدم كسبا في كمية الضوء وبذلك تصلح للاستخدام في ألياف الليزر. وفيما يلي تفاصيل أوسع عن ذلك.
إضافةً إلى ذلك، وألياف الليزر هي نوع من الليزر الذي يعمل بالبلورات. ويمكن أن يكوّن تشويب ألياف الزجاج الوسط النشط أو المنطقة النشطة في ألياف الليزر. ومن خواص الموصل الضوئي أن تتقدم أشعة الليزر في ألياف (أسطوانية) نشطة، وتزداد شدة الليزر أثناء انتقالها عبر ألياف نشطة طويلة.
كذلك، وغالبا يستحدم عنصر الإربيوم في تشويب الجزء الداخلى للألياف النشطة، وبشفة خاص ألياف الليزر المستعملة في الطب وفي تقنية الاتصالات.
استخداماتها
وعلى صعيد آخر، تستعمل ألياف الليزر التي تعمل بقدرة 1 واط - 3 واط في الطب أو للكتابة على المنتجات الصناعية وأجزائها باستخدام الألوان،
من جهة ثانية، تستعمل الياف الليزر ذات القدرة المنخفضة في نقل المعلومات بواسطة ألياف الزجاج. وتستعمل مكونات خاصة، مثل الألياف المضخمة لتقوية الإشارات عبر مسافات كبيرة.
- اقرأ كذلك
- لحام فيض الليزر
- الليزر
وفي السياق ذاته، تصلح ألياف الليزر لتطبيقات كثيرة، نظرا لبنائها القوي، وجودة الشعاع، وكفاءتها العالية. من تلك الاستخدامات :
وفي هذا الصدد، تستعمل خاصية موادها الغير خطية في المجالات الكهربائية العالية في الليزر المتعدد الوحدات (Femtosecond laser).
ومن جهة أخرى، تستعمل ألياف الليزر ذات القدرة العالية في اللحام وقطع المعادن،
خواصها
كذلك، تمتلك ألياف الليزر خواصا فريدة، مثل كفاءة عالية في تحويل التيار الكهربائي إلى ضوء (كفاءة تزيد عن 30 %) وجودة عالية لشعاع الضوء، كما تتميز بطول العمر (تعمل مدة إجمالية 20.000 ساعة). علاوة على ذلك فهي صغيرة الحجم، ولا يلزمها صيانة، وتتحمل الصدمات.
تركيب ليزر الألياف
علاوةً على ذلك، ويمكن أن يختلف تركيب الرنان الضوئي : فإما يتكون من مرآتاين إضافيتين والتي قد تمثل الوجهين نصف الشفافين لطرفي الألياف أو من ألياف-شبكة-براج، التي يحوطها موصل ضوئي عن طريق الأشعة فوق البنفسجية ذات طول الموجة 248 نانومتر.
من جانب آخر، يتكون ليزر الألياف أو ألياف الليزر من مصدر ضوئي ديود ليزر يصدر أشعة الليزر، ونظام توصيل ضوئي إما أن يكون مستقلا بنفسه أو يدعمه غلاف عاكس (ديود ليزر مشبوك بالألياف)، ونظام رنين ضوئي Resonator للمحافظة على أشعة الليزر وتقويتها.
كذلك، وبعد خروج الشعاع من ألياف الليزر النشطة، إما أن يدخل في ألياف زجاجية أو في موصل ضوئي، تعمل على تركيز أشعة الليزر على آله تعمل بالليزر.
في هذا الإطار، وتتولد في قلب الليفة مناطق لها معامل انكسار مختلفة عن بعضها، بحيث تعكس ضوء الليزر داخليا عند طول موجة معينة نقية. وبذلك تسمح بمرور ضوء ليزر عند طول موجة بعينها وتكون خالية من أطوال الموجة الأخرى.
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟