El principio básico deláseres de fibra monomodo
La generación de láser requiere el cumplimiento de tres condiciones básicas: inversión de población, una cavidad resonante apropiada y alcanzar laláserEl umbral (la ganancia de luz en la cavidad resonante debe ser mayor que la pérdida). El mecanismo de funcionamiento de los láseres de fibra monomodo se basa precisamente en estos principios físicos fundamentales y logra la optimización del rendimiento mediante la estructura especial de las guías de onda de fibra.
La radiación estimulada y la inversión de población constituyen la base física para la generación de láseres. Cuando la energía lumínica emitida por la fuente de bombeo (generalmente un diodo láser semiconductor) se inyecta en la fibra de ganancia dopada con iones de tierras raras (como iterbio Yb³⁺ y erbio Er³⁺), estos iones absorben energía y transitan del estado fundamental al estado excitado. Cuando el número de iones en el estado excitado supera al del estado fundamental, se forma un estado de inversión de población. En este punto, el fotón incidente desencadena la radiación estimulada del ion en estado excitado, generando nuevos fotones con la misma frecuencia, fase y dirección que el fotón incidente, logrando así la amplificación óptica.
La característica principal del modo únicoláseres de fibraLa clave reside en su diámetro de núcleo extremadamente fino (típicamente de 8 a 14 μm). Según la teoría de la óptica ondulatoria, un núcleo tan fino solo permite la transmisión estable de un modo de campo electromagnético (es decir, el modo fundamental LP₀₁ o HE₁₁), lo que constituye un único modo. Esto elimina el problema de dispersión intermodal presente en las fibras multimodo, es decir, el ensanchamiento del pulso causado por la propagación de diferentes modos a distintas velocidades. Desde la perspectiva de las características de transmisión, la diferencia de camino óptico de la luz que se propaga en la dirección axial en las fibras ópticas monomodo es extremadamente pequeña, lo que confiere al haz de salida una coherencia espacial perfecta y una distribución de energía gaussiana, y un factor de calidad del haz M² que puede aproximarse a 1 (M² = 1 para un haz gaussiano ideal).
Fecha de publicación: 19 de noviembre de 2025