لیزر فیبری دوپ شده با هولمیوم (Holmium-Doped Fiber Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر فیبری دوپ شده با هولمیوم (Holmium-Doped Fiber Laser) :
Holmium-Doped Fiber Laser (HDFL) از فیبر دوپ شده با یون های هولمیوم (
\[ Ho^{3+} \]) استفاده می کند. طول موج اصلی آن حدود ۲.۱ میکرون (۲۰۵۰-۲۱۵۰ نانومتر) است که در محدوده مادون قرمز میانی قرار دارد. این محدوده با پیک جذب آب و بافت های بیولوژیکی هم خوانی دارد و برای کاربردهای پزشکی ایده آل است. پمپاژ HDFL معمولا با لیزرهای فیبری تولیوم در حدود ۱۹۵۰ نانومتر یا مستقیم با دیودهای لیزری در حدود ۱۱۵۰ نانومتر (با کارایی کمتر) انجام می شود.
مکانیزم عملکرد HDFL مبتنی بر سیستم سه ترازی یا چهار ترازی است (بسته به طول موج دقیق). طول عمر تراز بالایی
\[ ^5I_7 \]حدود ۱۰-۱۲ میلی ثانیه است که طولانی تر از تولیوم است. این ویژگی امکان ذخیره سازی انرژی بالا و تولید پالس های Q-switched با انرژی بالا را فراهم می کند. بازده HDFL در پمپاژ با تولیوم می تواند به ۵۰-۷۰٪ برسد. فیبرهای مورد استفاده معمولا سیلیکایی با دوپانت ژرمانیوم یا فیبرهای فلورایدی هستند.
از لیزر فیبری هولمیوم در پزشکی برای جراحی (به ویژه در اورولوژی برای خرد کردن سنگ کلیه - Ho:YAG در فیبر)، ارتوپدی، و گوش و حلق و بینی استفاده می شود. در سنجش از دور برای LIDAR و اندازه گیری گازها (CO₂، H₂O)، در صنعت برای جوشکاری پلاستیک ها، و در تحقیقات علمی برای طیف سنجی و پمپاژ لیزرهای پارامتری نوری کاربرد دارد. همچنین در نظامی برای مقابله با حسگرهای فروسرخ استفاده می شود.
مزیت HDFL نسبت به Ho:YAG بالک، قابلیت هدایت پرتو از طریق فیبر نوری انعطاف پذیر و امکان طراحی سیستم های فشرده و قابل حمل است. با این حال، چالش اصلی تلفات فیبر سیلیکایی در ۲.۱ میکرون است که بالاتر از محدوده ۱-۱.۶ میکرون است. فیبرهای سیلیکایی با کاهش محتوای OH و طراحی خاص می توانند این تلفات را کاهش دهند. فیبرهای فلورایدی تلفات کمتری دارند اما استحکام مکانیکی کمتری دارند. همچنین تولید یون های هولمیوم با خلوص بالا و یکنواختی دوپانت در فیبر چالش برانگیز است. با وجود این، HDFLها به دلیل پتانسیل در پزشکی و سنجش، مورد توجه هستند و تحقیقات برای بهبود عملکرد آنها ادامه دارد.
