لیزر فیبری چند حالته (Multi-Mode Fiber Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر فیبری چند حالته (Multi-Mode Fiber Laser) :
Multi-Mode Fiber Laser به لیزر فیبری گفته می شود که در آن چندین مد عرضی به طور همزمان نوسان می کنند. این حالت زمانی رخ می دهد که قطر هسته فیبر بزرگ باشد (بیش از ۲۰-۵۰ میکرون) و اختلاف ضریب شکست قابل توجه باشد. پرتو خروجی از چنین لیزرهایی دارای کیفیت پایین تری (M² بزرگتر) است، اما می تواند توان خروجی بسیار بالاتری (تا چند کیلووات) را تحمل کند، زیرا چگالی توان در هسته بزرگتر کاهش می یابد.
مزیت اصلی لیزرهای فیبری چند حالته، توانایی تولید توان های بالا بدون محدودیت های شدید اثرات غیرخطی است. به دلیل سطح مقطع بزرگتر، اثرات غیرخطی مانند Raman و Brillouin دیرتر رخ می دهند. همچنین جفت سازی نور پمپ به فیبر آسان تر است. این لیزرها معمولا در کاربردهای صنعتی که کیفیت پرتو بحرانی نیست (مانند برش و جوشکاری فلزات با ضخامت بالا) یا در پمپاژ لیزرهای دیگر استفاده می شوند.
از لیزرهای فیبری چند حالته به طور گسترده در صنعت برای برش فلزات (با توان های چند کیلوواتی)، جوشکاری عمیق، و عملیات حرارتی استفاده می شود. همچنین در پمپاژ لیزرهای فیبری تک حالته (به عنوان پمپ کلمواد)، و در برخی کاربردهای پزشکی و نظامی که توان بالا مطلوب است، به کار می روند. لیزرهای فیبری توان بالا (۱۰ کیلووات و بیشتر) معمولا چند حالته هستند.
با وجود کیفیت پایین تر پرتو، می توان با استفاده از تکنیک های شکل دهی پرتو (مانند آینه های تغییرشکل پذیر یا فیبرهای مخروطی) کیفیت را بهبود بخشید. همچنین در بسیاری از کاربردهای صنعتی، کیفیت پرتو چند حالته برای دستیابی به نتایج مطلوب کافی است. چالش اصلی در لیزرهای چند حالته، کنترل توزیع مدها و پایداری آنهاست. نوسانات دما و تنش می توانند باعث تغییر در توزیع مدها و افت کیفیت پرتو شوند. با این حال، برای توان های بالا، لیزرهای چند حالته گزینه ای عملی و مقرون به صرفه هستند. پیشرفت در فیبرهای با میدان بزرگ و طراحی آینه های فایبر براگ، پایداری این لیزرها را افزایش داده است.
