מגמת פיתוח של מכונת סימון לייזר סיבים

(1) שיפור הביצועים של לייזרים סיבים: כיצד לשפר את כוח הפלט ויעילות ההמרה, לייעל את איכות האלומה, לקצר את אורך סיבי הרווח, לשפר את יציבות המערכת ולהפוך אותה לקומפקטית יותר הן נקודות המפתח של מחקר עתידי בתחום לייזרים סיבים.
(2) פיתוח לייזרים סיבים חדשים: בתחום הזמן, לייזרים סיבים נעולים במצב דופק אולטרה-קצר עם מחזור עבודה קטן יותר תמיד היו נושא חם בתחום הלייזר, ולייזרי סיבים בדופק פמט-שניות בעוצמה גבוהה תמיד היו נושא ארוך- מטרה לטווח. בתחום התדרים, פלט פס רחב ולייזרי סיבים מתכווננים יהפכו למוקד מחקר.
מחקר על לייזרים סיבים החל בסוף שנות ה-80. בשל יכולתו לייצר פולסים קצרים במיוחד וסיכויי היישום הרחבים שלו, מדינות ברחבי העולם הראו התלהבות רבה ממחקר סיבים בלייזר. בהשוואה לסוגים אחרים של לייזרים, ללייזרי סיבים יש יתרונות בולטים כמו אמינות גבוהה, מבנה פשוט, מחיר נמוך ויעילות המרה גבוהה.
גם מחקר מקומי בתחום זה בוצע מוקדם יחסית, והושגו תוצאות מחקר רבות הן תיאורטית והן ניסיוני. עם זאת, בהשוואה למדינות זרות, עדיין יש פער גדול. בפרט, ישנם מעט מחקרים יחסית על לייזרים סיבים בעלי ביצועים גבוהים, והעבודה על יישום מעשי רחוקה מלהספיק, והתוצאות אינן אידיאליות במיוחד. לכן, יש צורך לחזק עוד יותר את המחקר על לייזרים סיבים נעולים במצב פסיבי.
בשנת 1963, סנצר דיווח לראשונה על לייזרים סיבים מסוממים Nd, שפתחו גל של מחקרים על לייזרים סיבים. במיוחד בשנים האחרונות, עם ההתקדמות בתכנון וייצור סיבים, התפוקה של לייזרים סיבים המשיכה לעלות, והספק ה-CW של מכשיר סיב בודד גדל ממאות וואט לקילוואט. יחד עם זאת, השיפור בטכנולוגיית הייצור של סיבים אופטיים איכותיים בעלי קוטרי חיפוי גדולים ופתחים מספריים גדולים מקל על השגת צימוד יעיל עם הספק משאבת דיודה.
היתרון המשמעותי ביותר של לייזרים סיבים הוא יעילות השאיבה הגבוהה ביותר שלהם. באופן כללי, יעילות ההמרה של המשאבה היא 70%-75%, וזה הרבה יותר גבוה מזה של לייזרים מוצקים (DPSSL) תעשייתיים שנשאבו דיודות. יעילות המרה כה גבוהה מפחיתה את דרישות הקירור וההספק של מערכת הלייזר, ויכולה להיות קומפקטית יותר מהמבנה של לייזרים מסורתיים במצב מוצק. בנוסף, המבנה הכולל סיבים יכול לספק עיצוב אריזה יציב מאוד ואמין מאוד. יתר על כן, לייזרים סיבים יכולים לשפר משמעותית את איכות קרן הפלט.
יתרון חשוב נוסף הוא שטכנולוגיית לייזר סיבים יכולה להאריך מאוד את חיי המכשיר (לעומת DPSSL), מה שהוביל להגדלת ההשקעות של חברות לייזר תעשייתיות המתמקדות בלייזרי סיבים, מכיוון שאמינות ארוכת טווח חשובה מאוד מרמת היישום . ללייזרי סיבים יש גם יתרונות נוספים: מכיוון שמדיום הלייזר של לייזר הסיבים הוא בעצמו מדיום מוליך גל, יעילות הצימוד גבוהה; ניתן לחבר את לייזר הסיבים בקלות וביעילות למערכת ההולכה בסיבים; ניתן להפוך את ליבת הסיבים דקה מאוד ויכולה להשיג צפיפות הספק גבוהה; ביצועי פיזור החום של הסיב האופטי טובים, כך שללייזר הסיבים יש יעילות המרה גבוהה וסף נמוך מאוד; אורך הגל של הפלט של לייזר הסיבים מכסה טווח רחב, מ-400 עד 3400 ננומטר, שיכול לענות על צורכי היישום של היבטים שונים, ויש לו סיכויי יישום טובים בתעשייה, מסחר, תקשורת, צבא, רפואה והיבטים אחרים.