Ενιαία κρυστάλλινη ίνες (SCF)είναι ένας τύπος οπτικών ή ινών λέιζερ από έναμονοκρυσταλλικό υλικό, συνήθως καλλιεργούνται χρησιμοποιώντας τεχνικές όπως τοΗ θερμαινόμενη ανάπτυξη του λέιζερ (LHPG)Μέθοδος . Σε αντίθεση με τις συμβατικές οπτικές ίνες γυαλιού, μονές κρυσταλλικές ίνεςδεν έχετε όρια σιτηρών, με αποτέλεσμαανώτερες οπτικές, θερμικές και μηχανικές ιδιότητες-ειδικά στοΥψηλής ισχύος λέιζερ, ανίχνευση και σκληρές εφαρμογές περιβάλλοντος.
Τι είναι η μονή κρυστάλλινη ίνες?
Ορισμός:
A Μονή κρυστάλλινη ίναείναι μια λεπτή, εύκαμπτη ίνες που σχηματίζεται από έναμονό κρύσταλλοςτου οπτικού υλικού (e . g .,Εποχής, Yvo₄, ζαφείρι, ήLinbo₃), προσφοράχαμηλή σκέδαση, υψηλή θερμική αγωγιμότητα,κατώφλι υψηλής ζημιάς.
Βασικά χαρακτηριστικά
| Ιδιοκτησία | Περιγραφή |
|---|---|
| Υλικό | Yag, Sapphire, Yvo₄, Ggg, Linbo, κλπ. . |
| Δομή | Μονό-κρυσταλλικό, τυπικά μόνο πυρήνα (χωρίς επένδυση) |
| Τυπική διάμετρο | 50–600 μm |
| Μέθοδος ανάπτυξης | LHPG (θερμαινόμενη αύξηση βάθρου με λέιζερ) |
| Οπτική μετάδοση | Ευρύ φάσμα μεταφοράς (UV -MID IR, ανάλογα με το υλικό) |
| Όριο ζημιάς | Υψηλή (10-100 × από γυάλινες ίνες) |
| Θερμική αγωγιμότητα | Υψηλή (καλύτερη διαρροή θερμότητας από το γυαλί) |
Κοινά υλικά γιαΜονές κρυσταλλικές ίνες
| Υλικό κρυστάλλινης ίνας | Χρησιμοποιήστε τα κυριότερα σημεία των περιπτώσεων |
|---|---|
| Yag (y₃al₅o₁₂) | Παράδοση λέιζερ υψηλής ισχύος |
| Ζαφείρι (al₂o₃) | Σκληρά περιβάλλοντα, υψηλή θερμοκρασία |
| Yvo₄ | Μη γραμμικά οπτικά, διπλά συστατικά |
| Linbo₃ | Ηλεκτρο-οπτική διαμόρφωση, μη γραμμική οπτική |
| GGG (gd₃ga₅o₁₂) | Υπόστρωμα για μαγνητο-οπτικές συσκευές |
Εφαρμογές τουΜονή κρυστάλλινη ίνα
1. Λέιζερ ινών υψηλής ισχύος
Χρησιμοποιείται ωςκερδίστε μέσα ή ίνες παράδοσης αντλίας
ΑντέχωΙσχύς λέιζερ πολλαπλών kilowattχωρίς θερμική βλάβη
2. Ιατρική παράδοση λέιζερ
Ευέλικτες ενδοσκοπικές ίνες γιαχειρουργικά ή δερματολογικά λέιζερ
Το Sapphire SCF χρησιμοποιείται γιαCo₂ ή ER: Παράδοση λέιζερ YAG
3. Σκληρή ανίχνευση περιβάλλοντος
Θερμοκρασία, καταπόνηση και αισθητήρες πίεσηςσε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας ή διαβρωτικά (E . g ., στρόβιλοι, αντιδραστήρες)
Λειτουργούν τα SAPPHIRE SCFS>1500 μοίρες
4. Μη γραμμική οπτική
SCF που κατασκευάστηκαν απόYvo₄ ή linbo₃χρησιμοποιείται σε:
Δεύτερη αρμονική παραγωγή (SHG)
Ανάμειξη συχνότητας
Οπτικοί παραμετρικοί ταλαντωτές (OPOS)
5. Αεροδιαστημική και άμυνα
Συστήματα λέιζερ υψηλής ενέργειας
Όπλα δοκού με καθοδήγηση ινών
Ανθεκτική στην ακτινοβολία και επικοινωνίες
Πλεονεκτήματα έναντι οπτικών ινών γυαλιού
| Χαρακτηριστικό | Μονή κρυστάλλινη ίνα | Υαλοπίνακας |
|---|---|---|
| Οπτική ποιότητα | Εξαιρετικά χαμηλή σκέδαση | Μέτριος |
| Όριο ζημιάς | Πολύ ψηλά | Limited (λίγα MW/CM2) |
| Θερμική αγωγιμότητα | Υψηλό (e . g ., ζαφείρι ~ 30 w/m · k) | Χαμηλή (~ 1 w/m · k) |
| Αντίσταση ακτινοβολίας | Εξοχος | Κακή έως μέτρια |
| Λυγαρότης | Περιορισμένη (άκαμπτη) | Εύκαμπτος |
Περιορισμοί
Χωρίς επένδυση→ Δεν είναι κατάλληλο για συνολική εσωτερική αντανάκλαση χαμηλής απώλειας σε μεγάλες αποστάσεις
Υψηλό κόστος παραγωγήςΛόγω της ανάπτυξης των κρυστάλλων
Εύθραυστο ή άκαμπτο, ανάλογα με το υλικό
Δεν είναι κατάλληλο για τηλεπικοινωνιακή ή μακροχρόνια μετάδοση
Κοινά έντυπα και μεγέθη
Διάμετρο:50 μm έως 600 μm
Μήκος: τυπικάμερικά εκατοστά σε μετρητές
Διαμορφώσεις: γυμνές ίνες, μεταλλική επικάλυψη ή σακάκι σε κεραμικά μανίκια
Μπορεί να είναιμε ιόντα σπάνιων γαιών (E . g ., yb³⁺, nd³⁺)για ενεργά μέσα λέιζερ
Μέθοδος κατασκευής: Ανάπτυξη θερμαινόμενου βάθρου με λέιζερ (LHPG)
Κρυστάλλινος σπόρουεισάγεται στο τήγμα μιας ράβδου πηγής κάτω από μια εστιασμένη δέσμη λέιζερ .
Η κρυστάλλινη ίνα είναιΤράβηξε προς τα πάνω, συντήρησηπροσανατολισμός μονής κρυστάλλου.
Παράμετροι ανάπτυξης όπως ο ρυθμός έλξης και ο έλεγχος της θερμοκρασίας Η διάμετρος των ινών .