Un laser au verre erbium est une source laser efficace qui utilise des ions erbium (Er³⁺) dopés dans le verre comme milieu de gain. Ce type de laser a des applications significatives dans la gamme de longueurs d'onde du proche infrarouge, en particulier entre 1 530 et 1 565 nanomètres, ce qui est crucial dans les communications par fibre optique, car sa longueur d'onde correspond aux caractéristiques de transmission de la fibre optique, améliorant ainsi efficacement la distance et la qualité de transmission du signal. .
Principe de fonctionnement
1. Moyen de gain : Le cœur du laser est un matériau en verre dopé aux ions erbium, généralement du verre Yb dopé à l'erbium ou du verre de quartz dopé à l'erbium. Ces ions erbium servent de milieu de gain dans le laser.
2. Source d'excitation : Les ions erbium sont excités par une source de lumière de pompe, telle qu'une lampe au xénon ou une diode laser à haut rendement, passant à un état excité. La longueur d'onde de la source de pompe doit correspondre aux caractéristiques d'absorption des ions erbium pour obtenir une excitation optimale.
3. Émission spontanée et stimulée : les ions erbium excités émettent spontanément des photons, qui peuvent entrer en collision avec d'autres ions erbium, déclenchant une émission stimulée et augmentant encore l'intensité lumineuse. Ce processus se répète continuellement, conduisant à l’amplification du laser.
4. Sortie laser : à travers les miroirs situés aux deux extrémités du laser, une partie de la lumière est réinjectée de manière sélective dans le milieu de gain, créant une résonance optique et produisant finalement une sortie laser à une longueur d'onde spécifique.
Principales fonctionnalités
1. Longueur d'onde : la longueur d'onde de sortie principale est comprise entre 1 530 et 1 565 nanomètres, ce qui est particulièrement important pour une transmission efficace des données dans les communications par fibre optique.
2. Efficacité de conversion : les lasers en verre Erbium ont une efficacité de conversion de lumière de pompe élevée, offrant une bonne utilisation de l'énergie dans diverses applications.
3. Gain à large bande : ils disposent d'une large bande passante à gain, ce qui les rend adaptés à la gestion simultanée de signaux à plusieurs longueurs d'onde pour répondre aux demandes de communication modernes.
Applications
1. Communication par fibre optique : dans les systèmes de communication, les lasers en verre erbium sont utilisés pour l'amplification et la régénération du signal, améliorant considérablement la distance et la qualité de transmission, en particulier dans les réseaux de fibre longue distance.
2. Traitement des matériaux : largement appliqués dans les domaines industriels tels que la découpe laser, le soudage et la gravure, les lasers en verre erbium permettent un traitement précis des matériaux en raison de leur haute densité énergétique.
3. Médical : Dans le domaine médical, les lasers en verre d'erbium sont utilisés pour divers traitements au laser, tels que les problèmes dermatologiques et les chirurgies ophtalmiques, en raison de leurs excellentes caractéristiques d'absorption dans des longueurs d'onde spécifiques pour les tissus biologiques.
4.Lidar : Dans certains systèmes lidar, des lasers en verre d'erbium sont utilisés pour la détection et la mesure, fournissant ainsi un support de données précis pour la conduite autonome et la cartographie topographique.
Dans l’ensemble, les lasers au verre erbium démontrent un potentiel d’application important dans plusieurs domaines en raison de leurs performances efficaces et fiables.
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Heure de publication : 10 octobre 2024