لیزر فیبری فوتونیک کریستال (Photonic Crystal Fiber Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر فیبری فوتونیک کریستال (Photonic Crystal Fiber Laser) :
Photonic Crystal Fiber (PCF) Laser نوعی لیزر فیبری است که در آن فیبر مورد استفاده، یک فیبل فوتونیک کریستال (PCF) است. PCFها فیبرهای نوری با ساختار میکروساختار هستند: آرایه ای از حفره های هوای میکروسکوپی در طول فیبر که به صورت دوره ای قرار گرفته اند. این ساختار به آنها خواص نوری منحصر به فردی می دهد که با فیبرهای معمولی قابل دستیابی نیست. هدایت نور در PCF می تواند بر اساس شکاف باند فوتونیک یا بازتاب داخلی کلی اصلاح شده (با شیشه-هوا) باشد.
مزایای PCF برای لیزرهای فیبری بسیار زیاد است. با تنظیم اندازه و آرایش حفره های هوا، می توان پراکندگی (dispersion) فیبر را در محدوده وسیعی کنترل کرد (حتی پراکندگی صفر یا پراکندگی منفی در طول موج های نامتعارف). می توان فیبرهایی با هسته بسیار بزرگ (LMA-PCF) ساخت که همچنان تک حالته باقی بمانند، زیرا حفره های هوا مدهای مرتبه بالا را حذف می کنند. همچنین فیبرهای با هسته توخالی (hollow-core PCF) که نور در هوا منتشر می شود، تلفات غیرخطی را به شدت کاهش می دهند و آستانه آسیب را افزایش می دهند.
از لیزرهای فیبری PCF در تولید پالس های فوق کوتاه با توان پیک بسیار بالا استفاده می شود، زیرا می توان پراکندگی و غیرخطی بودن را به طور همزمان کنترل کرد. در لیزرهای توان بالا، فیبرهای LMA-PCF امکان دستیابی به توان های بالا با کیفیت پرتو عالی را فراهم می کنند. فیبرهای هسته توخالی برای انتقال پرتوهای توان بالا (بدون آسیب به فیبر) و برای تولید اثرات غیرخطی در گازها (مانند تولید هارمونیک بالا) استفاده می شوند. همچنین در حسگرها و طیف سنجی کاربرد دارند.
چالش های اصلی PCFها، پیچیدگی ساخت و هزینه بالای آنها نسبت به فیبرهای استاندارد است. اتصال (splicing) PCF به فیبرهای معمولی نیز دشوار است و ممکن است باعث تلفات شود. حفره های هوا می توانند با آلودگی یا رطوبت مسدود شوند. با این حال، برای کاربردهای خاص که نیاز به خواص منحصر به فرد دارند (مانند تولید پالس های فمتوثانیه با انرژی بالا یا انتقال پرتوهای کیلوواتی در هسته توخالی)، PCFها گزینه ای بی نظیر هستند. تحقیقات برای ساده سازی ساخت و بهبود قابلیت اطمینان آنها ادامه دارد. PCFها یکی از مهمترین پیشرفت ها در فناوری فیبرهای نوری در دهه های اخیر بوده اند.
