एकल क्रिस्टल फाइबर (एससीएफ)एक प्रकार का ऑप्टिकल या लेजर फाइबर हैमोनोक्रिस्टलाइन सामग्री, आमतौर पर तकनीकों का उपयोग करके उगाया जाता है जैसेलेजर गर्म पेडस्टल ग्रोथ (LHPG)विधि . पारंपरिक ग्लास ऑप्टिकल फाइबर, सिंगल क्रिस्टल फाइबर के विपरीतअनाज की सीमाएं नहीं हैं, जिसके परिणामस्वरूपबेहतर ऑप्टिकल, थर्मल और यांत्रिक गुण-इस मेंउच्च-शक्ति लेजर, संवेदन और कठोर-पर्यावरण अनुप्रयोग.
सिंगल क्रिस्टल फाइबर क्या है?
परिभाषा:
A एकल क्रिस्टल फाइबरएक पतला, लचीला फाइबर हैएकल क्रिस्टलऑप्टिकल सामग्री (e . g .,यग, Yvo₄, नीलम, यालिन्बो ₃), भेंटकम बिखरने वाला, उच्च तापीय चालकता, औरउच्च क्षति सीमा.
प्रमुख विशेषताएँ
| संपत्ति | विवरण |
|---|---|
| सामग्री | याग, नीलम, yvo₄, ggg, linbo₃, आदि . |
| संरचना | सिंगल-क्रिस्टलीय, आमतौर पर केवल कोर-केवल (कोई क्लैडिंग नहीं) |
| विशिष्ट व्यास | 50–600 μm |
| वृद्धि पद्धति | LHPG (लेजर गर्म पेडस्टल ग्रोथ) |
| ऑप्टिकल संचरण | वाइड ट्रांसमिशन रेंज (यूवी -मिड आईआर, सामग्री के आधार पर) |
| क्षति सीमा | उच्च (ग्लास फाइबर का 10-100 ×) |
| ऊष्मीय चालकता | उच्च (कांच की तुलना में बेहतर गर्मी अपव्यय) |
के लिए सामान्य सामग्रीएकल क्रिस्टल फाइबर
| क्रिस्टल फाइबर सामग्री | केस हाइलाइट्स का उपयोग करें |
|---|---|
| यग (y₃al₅o₁₂) | उच्च-शक्ति ठोस-राज्य लेजर वितरण |
| नीलम (al₂o₃) | कठोर वातावरण, उच्च तापमान |
| Yvo₄ | Nonlinear प्रकाशिकी, birefringent घटक |
| लिन्बो ₃ | इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेशन, नॉनलाइनर ऑप्टिक्स |
| Ggg (gd₃ga₅o₁₂) | मैग्नेटो-ऑप्टिकल उपकरणों के लिए सब्सट्रेट |
के अनुप्रयोगएकल क्रिस्टल फाइबर
1. उच्च-शक्ति फाइबर लेजर
के रूप में इस्तेमाल कियामीडिया या पंप डिलीवरी फाइबर प्राप्त करें
सामनाबहु-किलोवाट लेजर शक्तिथर्मल क्षति के बिना
2. चिकित्सा लेजर वितरण
के लिए लचीला एंडोस्कोपिक फाइबरसर्जिकल या डर्मेटोलॉजिकल लेजर
नीलम SCF के लिए उपयोग किया जाता हैCO₂ या ER: YAG लेजर डिलीवरी
3. कठोर पर्यावरण संवेदन
तापमान, तनाव और दबाव सेंसरउच्च तापमान या संक्षारक वातावरण में (e . g ., टर्बाइन, रिएक्टर)
नीलम SCFs संचालित होता है>1500 डिग्री
4. नॉनलाइनर ऑप्टिक्स
से बनाया गयाYvo₄ या linbo₃में इस्तेमाल किया:
दूसरी हार्मोनिक पीढ़ी (एसएचजी)
आवृत्ति मिश्रण
ऑप्टिकल पैरामीट्रिक ऑसिलेटर (ओपीओ)
5. एयरोस्पेस और रक्षा
उच्च-ऊर्जा लेजर प्रणालियाँ
फाइबर-निर्देशित बीम हथियार
विकिरण-प्रतिरोधी संवेदन और संचार
ग्लास ऑप्टिकल फाइबर पर लाभ
| विशेषता | एकल क्रिस्टल फाइबर | ग्लास फाइबर |
|---|---|---|
| ऑप्टिकल गुणवत्ता | बेहद कम बिखरना | मध्यम |
| क्षति सीमा | बहुत ऊँचा | सीमित (कुछ mw/cm²) |
| ऊष्मीय चालकता | उच्च (e . g ., नीलम ~ 30 w/m · k) | कम (~ 1 w/m · k) |
| विकिरण प्रतिरोध | उत्कृष्ट | गरीब से मध्यम |
| बेंडेबिलिटी | सीमित (कठोर) | लचीला |
सीमाएँ
कोई क्लैडिंग नहीं→ लंबी दूरी पर कम-हानि कुल आंतरिक प्रतिबिंब के लिए उपयुक्त नहीं है
उच्च उत्पादन लागतक्रिस्टल वृद्धि के कारण
भंगुर या कठोर, सामग्री के आधार पर
दूरसंचार या लंबे समय तक ट्रांसमिशन के लिए उपयुक्त नहीं है
सामान्य रूप और आकार
व्यास:50 माइक्रोन से 600 माइक्रोन
लंबाई: आमतौर परकुछ सेंटीमीटर से मीटर तक
कॉन्फ़िगरेशन: नंगे फाइबर, धातु-लेपित, या सिरेमिक आस्तीन में जैकेटेड
शायददुर्लभ-पृथ्वी आयनों के साथ डोप किया गया (e . g ., yb⁺⁺, nd⁺⁺)सक्रिय लेजर मीडिया के लिए
निर्माण विधि: लेजर गर्म पेडस्टल ग्रोथ (LHPG)
बीज -क्रिस्टलएक केंद्रित लेजर बीम . के तहत एक स्रोत रॉड के पिघल के लिए पेश किया गया है
क्रिस्टल फाइबर हैऊपर की ओर खींचा हुआ, बनाए रखनाएकल-क्रिस्टल अभिविन्यास.
खींचने की दर और तापमान नियंत्रण जैसे विकास पैरामीटर फाइबर व्यास . को नियंत्रित करते हैं