Rezonátor je jednou z klíčových součástí vláknového laseru, protože umožňuje zesílení světla a jeho přeměnu na koherentní laserový paprsek. Na rozdíl od tradičních pevnolátkových nebo plynových laserů, které využívají externí zrcadla jako rezonátor, vláknové lasery mají rezonátor integrovaný přímo v optickém vlákně pomocí Braggových mřížek.
Princip činnosti rezonátoru
Excitace atomů ve vlákně – Čerpací diody vyzařují světlo na vlnové délce, která odpovídá absorpčním čarám dopovaného materiálu (např. ytterbia v aktivním vlákně). To způsobí excitaci atomů do vyšších energetických stavů.
Stimulační emise – Když se elektrony vrací do základního stavu, emitují fotony, které mají stejnou fázi a směr jako původní fotony. Tento proces se zesiluje uvnitř vlákna.
Braggovy mřížky – Dvě optické mřížky v aktivním vlákně fungují jako zpětná zrcadla rezonátoru.
První Braggova mřížka odráží většinu světla zpět do vlákna, čímž umožňuje opakované zesilování.
Druhá Braggova mřížka propouští část světla ven jako finální laserový paprsek.
Vznik laserového paprsku – Po několika průchodech mezi mřížkami se vytvoří stabilní a vysoce koherentní paprsek, který vystupuje z vlákna a je dále směrován na pracovní plochu.
Výhody vláknového rezonátoru
Vysoká stabilita – Integrovaný rezonátor eliminuje potřebu externích optických prvků, což snižuje riziko mechanických nepřesností.
Vysoká účinnost – Díky přímému zesilování ve vlákně je energetická účinnost vyšší než u tradičních laserů.
Nízká údržba – Absence vnějších zrcadel znamená méně optických součástí, které by bylo nutné čistit nebo seřizovat.
Kompaktní konstrukce – Celý laserový systém může být mnohem menší a robustnější než například CO₂ nebo pevnolátkové lasery.
Shrnutí
Rezonátor vláknového laseru je tvořen aktivním optickým vláknem s Braggovými mřížkami, které nahrazují tradiční externí zrcadla. Tento systém umožňuje vysoce efektivní zesilování světla a poskytuje vláknovým laserům jejich jedinečné vlastnosti – vysokou účinnost, stabilitu a nízké nároky na údržbu.