Fiber Lazer Nedir?

Bir LAZER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) tutarlı bir dalga içerisinde foton (photon) yayan bir optik kaynaktır. Tipik olarak Lazer ışını nerdeyse monokromatik’ tir. Yani, tek bir dalga boyundan veya renkten oluşur ve dar bir dalga içerisinde yayılır. Burda sorulacak soru yayılımın nasıl oluştuğudur. Bir diyod tek yönlü iken, delikler (boşluklar) pozitif bölgeden negatif bölgeye enjekte edilir, ve elektronlar negatif bölgeden pozitif bölgeye enjekte edilirler. Şayet elektronlar

ve delikler aynı bölgedeyseler, radiyatif şekilde tekrar bir araya gelirler. Yani, elektron deliği kapar ve bant boşluk enerjisi ile bir foton ortaya çıkar (yayılır). Bu durum spontene emisyon olarak adlandırılır. Bu duruma örnek olarak LED’i (Light-Emitting Diode) verebiliriz. Bir LED lazer olmamasına karşın, yayılımın ortaya çıkışına güzel bir örnek teşkil etmektedir. Bir lazerde, yayılan fotonlar ek bir enerjiyle pompalanmaktadır ve böylece akronim LAZER de Işın Amplifikasyonu (Light Amplification) teriminin kullanımını gündeme getirmektedir. Bu enerji doğru olarak yönlendirilebilir. Bu işlem genelde bir elektrik sinyali kullanılarak yapılır. Sonuç olarak ışın dalgası toplanabilir ve bir lens vasıtasıyla odaklanabilir.

Fiber Lazer teknoljisi fiber optiklerle alanında çığır açmış pompalama tekniğini bir araya getirmektedir. Parelel pompalama olarak bilinen bu pompalama tekniği fiber aygıtların neredeyse limitsiz güç açığa çıkarmasını sağlar. Buna ek olarak, bu teknik sayesinde pompalama boşta kalma zamanı artar, güvenilirlik artar ve kullanım süreçleri uzar. Birbirine seri olarak tutturulmuş (bu şu anlama gelir; bir diyod bozulur veya tükenirse diğerleride çalışmaz) diyod çubukları veya lambaları kullanmaktansa, Fiber lazer, ölçülebilir fotonik güç kabiliyetiyle sonuçlanan çift kaplanmış fibere yapıştırılmış geniş alanlı, çok modlu diyod çipleri kullanır. Fiber lazerin parallel dizaynı, bir veya daha çok diyot bir şekilde kullanılmaz hale gelse bile sürekli çalışma avantajını bizlere sunmaktadır.

Diyot çiplerden yayılan ışın Ytterbium-doyurulmuş bir çok katmanlı fiber bobinlerle eşleştirilmektedir. Bu toplanan ışık enerjisi daha sonra çok katlı bobinlere bölünmüş multi modlu fiberler yoluyla aktif bir araca gönderilir. Bu bobine “Fiber Bragg Grating” denir. Basit bir şekilde anlatmak gerekirse, ışığın belli

dalga boylarını filtreleyen optik fiberin bir bölümüdür. Bu durum, ışığın belirli dalga boylarını yansıtırken çoğu dalga boyunu ileterek başarılır. Bu bölüm efektif bir şekilde ışığın belirli dalga boylarını filtreler ve dolayısıyla maksimum ışın dalga stabiletisine izin verir. Fiber lazerin yenilikçi ve diğerlerinden ayıran bir özelliği de lazer kavitesinin (rezenatörünün) direk olarak aktif fiber de oluşturulmasıdır. Geniş-alan, çok Modlu diyod Çipler lazerler modülünü çalıştırır.

Sonuç olarak lazer yayılımı pasif bir tek modlu fibere gönderilir. Bu önemlidir çünkü tek modlu fiberler her bir ışın palsının mesafe artıkça doğruluğunun idame ettirilmesinde çok iyidirler ve herhangi bir ışın dağılmasına imkan vermezler. Sonuçta meydana gelen lazer dalgası limitli bir kırılmadır ve integral bir kolimatör ile donatıldığında son derece parallel bir dalga üretir. Kilowat sınıfı fiber lazerler bir çok tek-modlu fiber lazerleri parallel bağlayarak bile üretilebilmektedir. Paralel pompalı, tek-yayılımlı lazer diyotlardan oluşan monolitik sistem kompak, güçlü, dayanıklı ve güvenilir unite oluşturur. Çünkü bu basit fakat verimli dizaynda lazer modülünün tahmini ömrü 100.000 saat’ten fazladır. Bu 11 yıllık kesintisiz çalışma anlamına gelir. Bir fiber lazerin çıktısı iki formda vuku bulmaktadır. Birincisi sürekli, sabit gerilimdeki çıktı (CW veya Sürekli dalga olarak bilinir), diğeride pals’lı bir çıktıdır. Pals’lı çıktı Q-Switching (Q-Anahtarlama) tekniği veya Elektronik Pals Jeneratörü kullanılarak başarılır.