Դիտել Թելքային լազեր էջի վիքիկոդը

'''Թելքային լազեր''', լազեր, [[Լազեր և Ակտիվ միջավայր|ակտիվ միջավայր]] և, որի համար, հնարավոր է, ռեզոնատոր են հանդիսանում [[օպտիկական թելք]]ի էլեմենտները։ Ամբողջովին թելքային իրացման ժամանակ այսպիսի լազերը կոչվում է ամբողջական թելքային, լազերի կոնստրուկցիաների մեջ թելքային և այլ էլեմենտների կոմբինացված օգտագործման ժամանակ այն կոչվում է թելքային-դիսկրետ կամ հիբրիդային<ref name="NSU_DLT">
{{Cite web |title=Создан гибридный импульсный лазер с рекордными параметрами |url=http://www.nsu.ru/srd/lls/russian/dlt.htm |archiveurl=https://www.webcitation.org/656RwSfPN?url=http://www.nsu.ru/srd/lls/russian/dlt.htm |archivedate=2012 թ․ հունվարի 31 |accessdate=2011 թ․ օգոստոսի 8 |publisher=Отдел лазерной физики и инновационных технологий  Новосибирского государственного университета |language=ru}}</ref>։

Թելքային լազերները կիրառվում են արդյունաբերության մեջ մետաղների կտրման և արտադրանքի պիտակավորման, մետաղների միկրոմշակման և եռակցման, [[Թելքային-օպտիկական հեռահաղորդման գծերի|թելքային-օպտիկական կապի գծերի]] մեջ։ Օպտիկական ճառագայթման բարձր որակը, ոչ մեծ չափերը և թելքային գծում վերականգնման հնարավորությունը հանդիսանում է նրանց հիմնական առավելությունը։ 
 
Կախված իրենց կիրառման առանձնահատկություններից՝ թելքային լազերների կոնստրուկցիաների լայն տեսականի գոյություն ունի։ Նրանց պատրաստման համար օգտագործվում են ինչպես [[Ֆաբրի-Պեռոյի ռեզոնատոր|Ֆաբրի-Պեռո]] տիպի ռեզոնատորներ, այնպես էլ [[օղակային ռեզոնատորներ]]{{sfn|Agrawal|2001|p=203}}{{sfn|Agrawal|2008|pp=181—182}}։ Հատուկ մեթոդիկաներով կարելի է միաբևեռային, գերկարճ իմպուլսներով և այլ լազերներ պատրաստել{{sfn|Digonnet|2001|pp=160—161}}{{sfn|Григорук і ін.|2008|с=522—534}}։ Բոլոր թելքային լազերներում կիրառվում են հատուկ տիպի օպտիկական թելքեր, որոնցում ներկառուցված են օպտիկական լցումը ապահովող մեկ կամ մի քանի [[ալիքատար]]ներ<ref name="Dianov04" />։
[[Պատկեր:Erbius femto laser.jpg|350px|thumb|right|Ամբողջական թելքային ֆեմտովայրկյանային էրբիևային լազեր:]]

== Պատմություն ==
Օպտիկական թելքով լազերային ճառագայթման առաջին հաղորդումը ցուցադրել են [[Էլիաս Սնիտցեր]]ը ({{lang-en|Elias Snitzer}}) և [[Ուիլլ Հիկս]]ը ({{lang-en|Will Hicks}}) 1961 թվականին{{sfn|Hayes|2000|p=8}}։ Նրանց սարքի հիմնական թերությունը թելքով անցնելուց ճառագայթման ուժեղ մարումն էր։ Սակայն մի քանի տարի անց Սնիտցերը ստեղծեց առաջին լազերը, որում որպես աշխատանքային միջավայր էր օգտագործվում [[օպտիկական թելքը]], [[Lեգիրացում(կիսահաղորդիչ)|լեգիրացված]] [[նեոդիմ]]ը<ref name="Koester64">{{Cite journal |author=Charles J. Koester and Elias Snitzer |year=1964 |title=Amplification in a Fiber Laser |url=https://archive.org/details/sim_applied-optics_1964-10_3_10/page/1182 |journal=Appl. Opt |volume=3 |pages=1182–1186 |doi=10.1364/AO.3.001182}}</ref>։ 1966 թվականին [[Չարլզ Կաո]]ն և [[Ջորջ Հոկհամ]]ը ստեղծեցին օպտիկական թելք, որում մարումը կազմում էր 20 [[Դեցիբել|դԲ]]/կմ, երբ միևնույն ժամանակ գոյություն ունեցող թելքերի մարումը կազմում էր մոտ 1000 դԲ/կմ։ Կաոյի թելքի ինֆորմացիոն ունակությունը համապատասխանում էր երկուհարյուր հեռուստաալիքներին։ Ներքին տրամագիծը կազմում էր 4 [[Միկրոմետր|միկրոն]], իսկ ամբողջ թելքի տրամագիծը՝ համարյա 400 միկրոն։ Օպտիկական թելքերի արտադրության առաջընթացը նրանց լայն ճանաչում բերեց՝ որպես ազդանշանների հաղորդման միջոց մեծ հեռավորությունների համար{{sfn|Hayes|2000|pp=9—10}}։

Թելքային լազերների կտրուկ զարգացումը սկսվեց 1980-ականների վերջում։ Հետազոտությունների հիմնական ուղղությունները կապված էին գեներացված ճառագայթման տրված պարամետրերի ապահովման համար օպտիկական թելքերում զանազան խառնուրդների օգտագործման փորձարկումների հետ։ մասնավորապես, հիմնական հետաքրքրություն էր առաջացնում սպեկտրի [[Ինֆրակարմիր ճառագայթում|Ինֆրակարմիր ճառագայթման]] մեջ [[Գերկարճ իմպուլսների լազերներ|գերկարճ իմպուլսների]] գեներացիան։ 1993 թվականին կապի [[սենսորիկա]]յում և ոլորտում սկսեցին լայն կիրառվել [[Էրբիյ|էրբիևյան]] լազերները:{{sfn|Григорук і ін.|2008|с=501}} 1990-ականներին էրբիևյան լազերների գեներացիայի հզորությունը գերազանցում էր 1 Վտ-ի շեմը և նախատեսվում էր քառավատտ լազերը։

{{sfn|Gan|2006|p=228}} 2000 թվականից հետո իտտերբիևյան լազերները հայտնվեցին ուշադրության կենտրոնում՝ ցուցաբերելով հզորության ավելացման էական պոտենցիալ{{sfn|Agrawal|2008|p=179}}։

1993-1994 թվականների ընթացքում ռուսական «[[ИРЭ-Полюс]]» ԳՏԿ-ի ոչ մեծ կոլեկտիվը մշակեց [[Լուսադիոդ|դիոդային մարտկոցով]] լույսի թելքային ուժեղացուցիչների առաջին նախատիպերը, որոնք իրենց հզորությամբ գերազանցում էին արտասահմանյան անալոգներին։ Հետագայում այդ կոմպանիայի հիմնադիր [[Վալենտին Պավլովիչ Գապոնցև]]ը ստեղծեց միջազգային [[IPG Photonics]] կորպորացիան, որը ներկայումս վերահսկում է մեծ հզորությամբ թելքային լազերների համաշխարհային շուկայի 80 %-ը։ Նրա հիմնական արտադրական հարթակները տեղակայված են ԱՄՆ-ում, Գերմանիայում և Ռուսաստանում<ref>[http://www.forbes.ru/rating/ekonomika/lyudi/67109-russkaya-hvatka Он ушел из науки в бизнес в 51 год. Сейчас у него $800 млн | Forbes.ru<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref><ref name="Expert11">
{{Ռուսերեն հոդված |ссылка=http://expert.ru/expert/2011/10/nto-ire-polyus/ |заглавие=НТО «ИРЭ-Полюс» |год=2011 |язык=ru |издание=Эксперт |номер=10 (744)}}</ref>։

== Աշխատանքի սկզբունքներ ==
=== Ընդհանուր սխեմա ===
[[Պատկեր:Fiber laser scheme.svg|thumb|300px|right|Թելքյին լազերի տիպիկ կառուցվածքը: '''1''' — ակտիվ թելք: '''2''' — [[Բաշխված բրէգովյան անդրադարձիչ|բրեգովյան հայելիներ]]. '''3''' — սնուցման բլոկ]]
Թելքային լազերը կազմված է [[Օպտիկական թելք|լուսադիոդի]] սնուցման մոդուլից (որպես օրենք, լայնաշերտ [[լուսադիոդ]]ներից կամ [[լազերային դիոդ]]ներից), որոնցում տեղի է ունենում գեներացիան, և ռեզոնատորից։ Ի տարբերություն սովորական օպտիկական ալիքատարների՝ լուսադիոդը պարունակում է օպտիկական թելքի լեգիրացված ակտիվ նյութ՝ միջուկ առանց պատյանի<ref name="Dianov04">{{Ռուսերեն հոդված |ссылка=http://ufn.ru/ufn04/ufn04_10/Russian/r0410k.pdf |автор=[[Дианов, Евгений Михайлович|Дианов Е. М.]] |заглавие=Волоконные лазеры |год=2004 |издание=[[Успехи физических наук]] |том=174 |выпуск=10 |страницы=1139—1142}}</ref>։ Ռեզոնատորի կոնստրուկցիան սովորաբար որոշվում է [[Տեխնիկական խնդիր|տեխնիկական խնդրով]], բայց կարելի է առանձնացնել առավել տարածված դասեր՝ [[Ֆաբրի-Պերոյի ռեզոնատորները]] և [[օղակաձև ռեզոնատորներ]]ը:{{sfn|Григорук і ін.|2008|с=508}} Արդյունաբերական սարքերում ելքային հզորության մեծացման համար, երբեմն մի քանի լազեր միացնում են միևնույն սարքին<ref name="O'Connor_EETimes">
{{Cite web |author=Michael O'Connor, Bill Shiner |date=5/11/2011 |title=Excerpt: High-power fiber lasers for industry and defense--Part IV |url=http://www.eetimes.com/design/industrial-control/4215915/Excerpt--High-power-fiber-lasers-for-industry-and-defense-Part-IV |archiveurl=https://www.webcitation.org/656RxzMS8?url=http://www.eetimes.com/design/industrial-control/4215915/Excerpt--High-power-fiber-lasers-for-industry-and-defense-Part-IV |archivedate=201-01-31 |accessdate=2011 թ․ հունիսի 12 |publisher=EE Times |language=en}}</ref>։

=== Ակտիվ թելք ===
Գերմաքուր [[հալված կվարցը]], որը հանդիսանում է օպտիկական թելքերի հիմնական նյութը, օժտված է բարձր թափանցելիությամբ (երկարության կիլոմետրի վրա օպտիկական կորուստեները կազմում են մի քանի տոկոս)։ Կվարցի մեջ լեգիրացման արդյունքում ներմուծված հատուկ խառնուրդները, ավելացնում են նրա ակտիվ միջավայրը։ Ելնելով ինֆրակարմիր ճառագայթման դիապազոնի հաճախության պահանջներից [[Էլեկտրոկապ|հեռուստակոմունիկացիաների]] դիապազոնի և սնուցման փոքր շեմային հզորության համար, որպես օրենք, լեգիրացումը կատարում են [[Լանթանիդներ|լանթանոիդների]] հազվագյուտ հողային տարրերով։ Առավել տարածված թելքերի տիպերից է [[Էրբիյ|էրբիևյանը]], որը օգտագործվում է լազերային և հզորացուցիչ համակարգերում, որոնց աշխատանքային դիապազոնը ընկած է 1530—1565 նմ ալիքի երկարության ինտերվալում։ Տարբեր հավանական անցումների արդյունքում հիմնական մակարդակ մետաստաբիլ մակարդակից, գեներացման էֆեկտիվությունը կամ հզորացումը տարբերվում է աշխատանքային դիապազոնում ընկած տարբեր ալիքների համար։ {{sfn|Скляров|2010|с=187—190}} Հազվագյուտ իոններով լեգիրացման աստիճանը կախված է պատրաստվող ակտիվ թելքի երկարությունից։ Մի քանի մետրի սահմաններում այն կարող է կազմել տասից մինչև հազար [[Միլիոներորդական բաժին|ppմ]], իսկ կիլոմետրանոց երկարության վրա՝ 1 ppմ:{{sfn|Digonnet|2001|p=3}}

=== Սնուցում ===
Գոյություն ունեն օպտիկական ալիքատարերի սնուցման տարբեր կոնստրուկցիաներ, որոնցից առավել կիրառվող են մաքուր թելքային կոնստրուկցիաները։ Տարբերակներից մեկն էլ հանդիսանում է ակտիվ թելքի տեղադրումը մի քանի պատյանների մեջ, որոնցից արտաքինը համարվում է պաշտպանիչ (այսպես կոչված [[Օպտիկական թելք երկակի ծածկույթով|թելք երկակի ծածկույթով]])։ 
[[Պատկեր:Fl ru.svg|thumb|center|700px|Երկակի ծածկույթով թելքի վրա հիմնված լազերի սնուցման սխեման]]

Առաջին թաղանթը պատրաստվում է մի քանի հարյուր միկրոմետր տրամագծով մաքուր կվարցից, իսկ երկրորդը՝ [[Պոլիմերներ|պոլիմերային]] նյութից, որի [[բեկման ցուցիչը]] վերցրվում է ավելի փոքր, քան կվարցինն է։ Այսպիսով, առաջին և երկրորդ թաղանթները արձակում են սնուցման ճառագայթումը։ Հազվագյուտ հողերի տարրերի իոնների էֆեկտիվ գրգռումը ապահովվում է ակտիվ միջուկի և սնուցման ալիքատարի տրամագծերի ընտրությամբ։ Այս տեխնոլոգիայով կարելի է ստանալ մոտ 100 Վտ ելքային հզորություն<ref name="Dianov04" />։

[[Պատկեր:Cut of fiber cable for laser.svg|thumb|300px|right|Երկու տարբեր տիպի օպտիկական թելքեր թելքային լազերների համար։ Ձախից՝ սնուցման մեկ ալիքատարով սովորական [[Օպտիկական թելք երկակի ծածկույթով|երկակի ծածկույթով թելքով]] լազերի սխեման։ Աջից՝ GTWave տեխնոլոգիայով սխեման սնուցման երկու ալիքատարով։ '''1.''' Հազվագյուտ հողերի իոններով լեգիրացված միջուկը։ '''2.''' Սնուցման ալիքատար։ '''3.''' Ընդհանուր թաղանթ։ '''4.''' Պաշտպանիչ թաղանթ:]]
Սնուցման բարձր հզորությունների հասնում են GTWave տեխնոլոգիայով։ Մի պաշտպանիչ թաղանթի մեջ դրվում է մի քանի ալիքատար միջուկներ, մեկը որոնցից հանդիսանում է ակտիվ միջուկը, իսկ մնացածը՝ սնուցման ալիքատարները։ Սնուցումը իրագործվում է նրանց պտերի միջով ակտիվ միջավայր թափանցող {{Iw|Էվանեսցենտային դաշտ|էվանեսցենտային դաշտի|en|Evanescent wave}} շնորհիվ։ Տեխնոլոգիայի առանձնահատկություններից է սնուցման ճառագայթման ներմուծումը յուրաքանչյուր սնուցման ալիքատարի գլխանիստի միջով և [[WDM-ճյուղավորիչ]]ների անհրաժեշտության բացակայությունը<ref name="Dianov04" /><ref name="Yla-Jarkko03">
{{Cite journal |author=K. H. Yla-Jarkko et al. |date=2003 թ․ հուլիս |title=Low-noise intelligent cladding-pumped L-band EDFA |journal=Photonics Technology Letters, IEEE |volume=15 |issue=7 |pages=909—911 |doi=10.1109/LPT.2003.813433 |issn=1041-1135}}</ref>։
Սնուցման թույլատրելի հզորությունը սահմանափակում է միավոր մակերեսի վրա ճառագայթման սահմանային հզորությունը, որը նյութը պահում է առանց փլուզման։ Մաքուր սիլիցիումի համար այն կազմում է 1 մկմ երկարությամբ ալիքի վրա 1 նվ տևողությամբ իմպուլսի համար {{nobr|10<sup>10</sup> [[Վատտ|Վտ]]/սմ<sup>2</sup>}} ({{nobr|22 [[Ջոուլ|Ջ]]/սմ<sup>2</sup>}}<ref name="RPF_DOF">
{{Cite web |title=Damage of Fibers |url=http://www.rp-photonics.com/fibers.html |archiveurl=https://www.webcitation.org/656Rzv90L?url=http://www.rp-photonics.com/fibers.html |archivedate=2012 թ․ հունվարի 31 |accessdate=2011 թ․ օգոստոսի 9 |work=Fibers |publisher=Encyclopedia of Laser Physics and Technology |language=en}}</ref>):Այսպիսով, 8 մկմ միջուկի տրամագծով օպտիկական թելքի սնուցման հզորության արտաքին սահմանը կազմում է մոտ 5 կՎտ:{{sfn|Goure, Verrier|2002|p=238}}

=== Ֆաբրի-Պերո տիպի ռեզոնատորներ ===
[[Ֆաբրի-Պերո ինտերֆերոմետր]]ի վրա հիմնված [[ռեզոնատորներ]]ը հանդիսանում են ամենատարածվածները:{{sfn|Agrawal|2001|p=203}} Նրանց միջև տարբերությունը կայանում է ռեզոնատորների հայելիների ստեղծման մեջ։

==== Դիէլեկտրիկ հայելիների օգտագործմամբ ռեզոնատորներ ====
Ֆաբրի-Պերոյի ռեզոնատորների ստեղծման համար առաջին թելքային լազերներում կիրառվել են դիէլեկտրիկ հայելիներ, շնորհիվ 0,82 մկմ սնուցման ալիքի երկարության նրանց թափանցիկ դարձնելու հնարավորության, պահպանելով այդ ընթացքում անդրադարձման բարձր գործակիցը գեներացիայի 1,088 մկմ ալիքի երկարության վրա (այսպիսին էին լազերի պարամետրերը, որտեղ կիրառված են [[Նեոդիմ|Nd]]<sup>3+</sup> իոններով լեգիրացված թելքեր)։ Առաջ թելքը տեղադրվում էր հայելիների միջև, սակայն այսպիսի կոնստրուկցիան դժվար էր տեղակայելը։ Խնդրի մասնավոր լուծում էր հայելիների դրվումը անմիջապես թելքերի գլխանիստերի վրա, որը, սակայն, մեծացնում էր նրանց փչացման ռիսկը սնուցման ճառագայթման կիզակետմամաբ և ավելացնում էր գլխանիստերի մշակման անհրաժեշտությունը։ Հայելիների պաշտպանման պրոբլեմը երբեմն լուծվում էր [[WDM-ճյուղավորիչ]]ի կիրառմամբ:{{sfn|Григорук і ін.|2008|с=508}}

==== Թելքային բրեգովյան ցանցերի կիրառմամբ ռեզոնատորներ ====
Օպտիկական թելքի ներսում ռեզոնատորը կառուցվում է ներթելքային երկու [[Թելքային բրեգովյան ցանց|բրեգովյան ցանցերով]]՝ օպտիկական ալիքատարի տեղամասերով, որոնցում ստեղծվում են [[Մոդուլացիա|մոդուլացված]] [[բեկման ցուցիչ]]ով կառուցվածքներ։ Փոխված բեկման ցուցիչով տեղամասերը տեղակայվում են ալիքատարի առանցքին ուղղահայաց։ Այսպիսի կառուցվածքից անդրադարձումը տեղի է ունենում ։ <math>\lambda_{B} = 2 n_\text{eff}\Lambda_{B},</math> ալիքի երկարության վրա, որտեղ <math>n_\text{eff}</math>-ը հիմնական մոդի էֆեկտիվ բեկման ցուցիչն է, <math>\Lambda_{B}</math>-ն ցանցի պարբերությունը։ Անդրադարձման բնույթը (լրիվ կամ մասնակի) կախված կլինի նրա պարամետրերից։ Անդրադարձման սպեկտրի լայնքը մեծ քանակությամբ խազերի դեպքում դառնում է համեմատական կապի <math>\kappa</math> գործակցին, կապված անդրադարձման գործակցի հետ ։ <math>R = \tanh^2 \kappa L,</math> համապատասխանությամբ, որտեղ ''L''-ը ցանցի երկարությունն է։ Պրակտիկայում ներսում բրեգովյան ցանցով թելքը ունի այլ պարամետրեր, քանի որ հենց միայն նրա ստեղծումը փոխում է բեկման ցուցչի գործակիցը ցանցի գտնման վայրում, և այսպիսով, հենց նրա ռեզոնանսային ալիքի երկարությունը։ Ներթելքային ցանցերի համար վտանգավոր են բարձր ջերմաստիճանները։ Չնայած ցանցի քանդման ջերմաստիճանը էականորեն կախված է նրա ստեղծման մեթոդից և թելքի նյութից, հաճախ առավել կրիտիկական ջերյմաստիճաները ընկած են 300—600&nbsp;°C դիապազոնում<ref name="Dianov04" /><ref name="Vasil'ev05">{{Ռուսերեն հոդված |ссылка=http://www.quantum-electron.ru/pdfrus/fullt/2005/12/13041.pdf |автор=Васильев С. А., Медведков О. И., Королёв И. Г., Божков А. С., Курков А. С., [[Дианов, Евгений Михайлович|Дианов Е. М.]] |заглавие=Волоконные решётки показателя преломления и их применения |год=2005 |издание=[[Квантовая электроника (журнал)|Квантовая электроника]] |том=35 |номер=12 |страницы=1085—1103}}{{Չաշխատող արտաքին հղում|bot=InternetArchiveBot }}</ref>

Բրեգովյան ցանցերի հաճախության սելեկցիան թույլատրում է այնպիսի լազեր ստանալ, որը աշխատում է մեկ երկայնական գեներացիայի շերտի փոքր հաճախությամբ [[Նորմալ տատանումներ|մոդի]] միջոցով:{{sfn|Григорук і ін.|2008|с=509}} Թելքային ВКР-լազերներում երբեմն ստեղծում են մեկ զույգից ավել տարբեր ալիքի երկարություններով բրեգովյան ցանցեր, ցրման մեծ կարգ ստանալու համար (ցրման յուրաքանչյուր հաջորդ կարգը փոխում է ֆոտոնի ալիքի երկարությունը, որը թույլատրում է հասնել պահանջվող ալիքի երկարությանը)<ref name="Dianov04" />։

=== Օղակաձև ռեզոնատորներ ===
Օզակաձև ռեզոնատորի պարզագույն կոնստրուկցիա է համարվում երկու WDM-ճյուղավորումների ծայրերի միացումը ակտիվ թելքի հետ։ Թելքային օղակաձև ռեզոնատորների առանձնահատկություններից է լույսի հաճախությունից անկախ մեկ ուղղությամբ նրա բացթողումը, բացառությամբ որոշ ռեզոնանսային հաճախությունների։ Փուլի թռիչքը այսպիսի ռեզոնատորում արտահայտվում է հետևյալ բանաձևով 
: <math>\psi_1 = \pi + \phi + 2 \operatorname{tg}^{-1}\frac{\sqrt{\rho}\sin\phi}{1 - \sqrt{\rho}\cos\phi},</math>
որտեղ <math>\phi</math>-ը՝ փուլի թռիչքն է ռեզոնատորի երկարությունից, իսկ <math>\rho = P_\mathrm{out}/P_\mathrm{inp}</math>-ը  ռեզոնատորը կազմող թելքի կտրվածքի ելքում և մուտքում հզորությունների հարաբերությունը:{{sfn|Agrawal|2004|pp=53, 72—73}} Սովորաբար օզակաձև ռեզոնատորներում կիրառվում են հավելյալ մեկուսիչներ և բևեռացուցիչներ, որոնք ապահովում են ճառագայման բևեռացման ամբողջականությունը և նրա տարածման միակողմանիությունը։ Այսպիսի կոնստրուկցիաները թելքային լազերների համար սկսել են կիրառվել դեռևս 1958 թվականից։ Սինքրոնիզացված մոդով լազերների համար օգտագործում են ութի տեսքով ռեզոնատորներ ({{lang-en|figure-of-eight lasers}}), որնք անվանվել են այդպես թելքի միացման պատճառով։ Ռեզոնատորի երկու օղակներն էլ ութի տեսքով ծառայում են [[Սանյակի էֆեկտ|Սանյակի օղակի]] դերը։ Ակտիվ թելքը ռեզոնատորի օղակների նկատմամբ տեղակայվում է ոչ համաչափ, որն էլ ստեղծում է հանդիպակաց ալիքների փուլերի միջև ոչ գծայնորեն կապ և ապահովում է, սնուցման որոշակի շեմային հզորության դեպքում, մոդի սինքրոնիզացիան:{{sfn|Agrawal|2008|pp=181—182}}
<center>
{{Gallery
|title= Թելքային լազերներում օղակաձև ռեզոնատորները
|width=300
|height=200
|lines=6
|File:Ring resonator in fiber laser.svg|Թելքային լազերում ներմուծված սովորական օղակաձև ռեզոնատոր։  '''In''': սնուցման ճառագայթում։ '''Out''': ելքային ճառագայթում։ '''1'''։ ակտիվ թելք։ '''2'''։ բևեռացուցիչ։ '''3'''։ օպտիկական մեկուսիչ։ '''4''' WDM-ճյուղավորում։
|File:Figure-8 laser.svg|[[Ութի տեսքով լազեր|Ութի տեսքով օզակաձև ռեզոնատորով թելքային լազեր]]։ '''In''': սնուցման ճառագայթում։ '''Out''': ելքային ճառագայթում։ '''1'''։ ակտիվ թելք։ '''2'''։ բևեռացուցիչ։ '''3'''։ օպտիկական մեկուսիչ։ '''4''' WDM-ճյուղավորում: '''50:50''' բաժանարար 50/50:
}}
</center>

== Տեխնիկական առանձնահատկություններ ==
=== Անընդհատ և իմպուլսիվ գեներացիա ===
==== Անընդհատ գեներացիայի լազերներ ====
Անընդհատ գեներացիայի լեգերացված նեոդիմով և մոտ 0,8 մկմ ալիքի երկարությամբ ({{lang-en|CW-lasers}}) թելքային լազերները պատմականորեն առաջինը հետաքրքրություն առաջացրին։ Շնորհիվ կլանման լայն շերտի նրանք լավ տարածվում են 50-60 նմ-ի սահմաններում։ Սովորաբար նրանք կիրառվում են ավելի քան 1,36 մկմ երկարությամբ ալիքների գեներացիայի համար, ավելի կարճ ալիքների համար կիրառվում են նեոդիմովով լեգերացված [[ZBLAN|ZBLAN-թելքերը]]:{{sfn|Agrawal|2008|pp=185—187}}
Երկար ալիքների գեներացիայի [[Իտերբիում|Իտերբիևյան]] լազերները նման են նեմոդյաններին։ Սակայն գրգռման մակարդակներից կլանման բացակայության շնորհիվ (էֆեկտ, երբ գրգռված էներգետիկ մակարդակները ոչ միայն ուժեղացնում են հարկադրված ճառագայթումը, այլև կլանում են սնուցումները, անցնելով ավելի բարձր էներգետիկ մակարդակ<ref name="RPP_ESA">
{{Cite web |title=Excited-state Absorption |url=http://www.rp-photonics.com/excited_state_absorption.html |archiveurl=https://www.webcitation.org/656WbPEef?url=http://www.rp-photonics.com/excited_state_absorption.html |archivedate=2012 թ․ հունվարի 31 |accessdate=2011 թ․ հունիսի 26 |work=Encyclopedia of Laser Physics and Technology |publisher=RP Photonics |language=en}}</ref>) իտերբիումով լեգիրացված իոնները թույլ են տալիս ստանալ բարձր հզորություն։ Նրանց ճառագայթման վերին սահմանը որոշում է ճառագայթման խտությունը, որը, գերազանցելով 1 ГՎտ/սմ<sup>2</sup>, կարող է բերել ուժեղ ոչ գծային էֆեկտների։ Դրա համար գործնականում փնտրվում է միջուկի տրամագծի միջև որոշակի բալանս, որի մեծացումը թույլ է տալիս մեծացնել սնուցման հզորությունը, և թվային ապերտուրայի արժեքը, որը դրա հետ մեկտեղ փոքրանում է։ Լազերային սարքի 10-կիլովատանոց հզորությունը կարող է պահանջել միջուկի 100 մկմ-ին հավասար տրամագիծ, և 1 մմ տրամագծով ներքին թաղանթ, որը այնքան էլ հարմար չէ։ Այսպիսի հզորությամբ լազերների համար օրիգինալ լուծում է հանդիսանում պարուրաձև փաթաթված լեգիրացված միջուկով պատրաստված թելքը{{sfn|Agrawal|2008|pp=187—189}}։
 
[[Էրբիում|Էրբիևյան]] (երբեմն Yb<sub>2</sub>O<sub>3</sub> խառնուրդով զգայագրգռման համար) թելք օգտագործող թելքային լազերները, թույլ են տալիս ստանալ ինչպես [[Տեսանելի ճառագայթում|տեսանելի]] տիրույթում գեներացիա, այնպես էլ [[Ինֆրակարմիր ճառագայթներ|ինֆրակարմիր դիապազոնում]]։ Նրանց սնուցման համար կիրառվում են [[գալիումի արսենիդ|GaAs]] կիսահաղորդիչները և Nd:YAG լազերները։ Նրանք առավել էֆեկտիվ են 0,95 մկմ կամ 1,48 մկմ ալիքի երկարության սնուցման համար, որտեղ բացակայում են գրգռված մակարդակներից կլանումները։ Էրբիևյան լազերների գերապատվությունը հանդիսանում է ալիքի երկարության վերադասավորումը լայն դիապազոնում, որը նույնպես իրագործվում է գեներացիայի գծի լայնքի սպեկտրալ փոքրացման համար։ Կապված ռեզոնատորների օգնությամբ ստեղծվել է լազեր, որը ունակ է գեներացնել երկու տարբեր՝ յուրաքանչյուրը 16 կՀց-ով ալիքի երկարությունների ճառագայթումները{{sfn|Agrawal|2008|pp=190—192}}։

==== Նանովայրկյանային իմպուլսների գեներացիա ====
Հզոր նանովայրկյանային, միավոր և տասնյակ կիլոհերց հաճախությամբ, իմպուլսների ստացման համար հաճախ կիրառում են [[դիմացկունության մոդուլացում]]ը ({{lang-en|Q-switching}}): Այն օգտագործող թելքային լազերները ունակ են գեներացնել 1 մՋ էներգիայով ճառագայթումները ավելի քան 100 կՎտ հզորությամբ իմպուլսներում:{{sfn|Agrawal|2008|p=197, 199}}
Դիմացկունության մոդուլացմանը գործնականում կարելի է հասնել տարբեր ձևերով։ Ներռեզոնատորային [[ակուստոօպտիկական մոդուլյատոր]]ները սկսել են օգտագործվել դեռևս 1980-ականների կեսերից, իսկ արդեն 1990-ականներին սկսեցին կիրառել էրբիևյան թելքային լազերներ մոտ 79 սմ ակտիվ թելքի և 
: <math>S_\mathrm{mode} = \frac{\left(\int |E|^2 \mathrm dS\right)^2}{\int |E|^4 \mathrm dS} \sim 300\,\mu m^2 </math> մոդի մակերեսով, որոնք աշխատում են գեներատորների ({{lang-en|master oscillator power amplifier, MOPA}})  օգնությամբ{{sfn|Agrawal|2008|p=197}}։

[[Լույսի կոմինացիոն ցրում|Ռամանի ցրման]] կամ [[Մանդելշտամ-Բրիլլյուենի ցրում|Մանդելշտամ-Բրիլլյուենի]]
ժամանակ ոչ գծային պրոցեսները, որոնք բերում էին սովորական (չլեգիրացված) թելքի դիմացկունության ինքնամոդուլացմանը, հայտնի էին վաղուց։ 1998 թվին ստացվել են 2 նվ տևողությամբ իմպուլսների գեներացիան՝ նեոդիմյան լազերի օգնությամբ, որին կցվել էր տասմետրևանոց միամոդային թելք։ Ստոքսի հետադարձ ալիքը մտնում էր լազեր կարճատև իմպուլսների տեսքով, որը և բերում էր գեներացիայի անհրաժեշտ ռեժիմին։ Երկու տարի հետո ցուցադրվեց չորսմետրանոց իտերբիևյան լազերը, որը գեներացնոում էր մոտ 100 նվ տևողությամբ իմպուլսները։ Անհրաժեշտ է նշել, որ գործնականում առանց հավելյալ սարքերի այսպիսի ցրումների [[Ստոքաոստիկություն|ստոքաոստիկ]] բնույթը բերում էր գեներացիայի ամպլիտուդի ոչ ստաբիլությանը{{sfn|Agrawal|2008|p=197—199}}։

==== Պիկո- և ֆեմտովայրկյանային իմպուլսների գեներացիա ====
Պիկո- և ֆեմտովայրկյանային լազերների ստացման սովորական մեթոդը հանդիսանում է մոդի սինքրոնիզացումը։ Թելքային լազերում միաժամանակ կարող են ճառագայթվել մեծ քանակությամբ իրարից <math>\Delta \nu = c/L_\text{opt}</math> հաճախային հեռավորությամբ երկայնական մոդեր, որտեղ <math>L_\text{opt}</math>-ը ռեզոնատորի մեկ անցման օպտիկական երկարություն է։ Մոդի սինքրոնիզացիայի համար ասում են այն դեպքում. երբ ցանկացած երկու հարևան մոդերի միջև ծագում է միևնույն <math>\phi</math> փուլի տարբերությունը։ Այդ ժամանակ ճառագայթման ''I'' ինտենսիվությունը համեմատական կլինի կապված ''M'' մոդերի քանակից և հաճախության տարբերությունից կախված ֆունկցիայից՝ 
: <math>I \sim \frac{\sin^2[(2M+1)\pi\Delta\nu t + \phi/2]}{\sin^2(\pi\Delta\nu t + \phi/2)}:</math>
Արդյունքը հանդիսանում է լազերից թողնված իմպուլսների հաջորդականությունը <math>\tau_p = \frac{1}{(2M+1)\Delta\nu}</math> տևողությամբ և <math>\tau_i = \frac{1}{\Delta\nu}</math> ընդմիջումով{{sfn|Григорук і ін.|2008|с=520—522}}։

Թելքային լազերներում օգտագործում են մոդերի սինքրոնիզացիայի մի քանի տիպեր։ Ակտիվ սինքրոնիզացումը կայանում է օպտիկական դաշտի ամպլիտուդի կամ փուլի մոդուլյացիայի մեջ։ Թելքային լազերները թելքային այլ սարքերին միացման համար, չափերով և կորուստներով, կիրառելի են [[Լիթիումի նիոբատ|LiNbO<sub>3</sub>]]-[[Էլեկտրական մոդուլյատոր|эԷլեկտրական մոդուլյատորները]]։ Իմպուլսների տևողությունը և նրանց միջև ընդմիջումները որոշվում ենն ռեզոնատորի կոնստրուկցիայով։ Այսպես, սովորական, 2 կմ երկարությամբ, թելքով միացված օղակաձև ռեզոնատորում ուժեղ անոմալ դիսպերսիայով կարելի է ստանալ մոտ 4 պվ տևողությամբ իմպուլս։ [[РՖաբրի-Պեռոյի ռեզոնատորը]] թույլատրում է հասնել <math>\tau_p < 2</math> պվ տևողությամբ իմպուլսների։ Գոյություն ունեն սարքեր, որոնք թույլատրում են ստանալ մինչև 10 պվ իմպուլսներ՝ 10 ԳՀց ընթացքի հաճախությամբ։ Սակայն այս տիպի լազերների ընդհանուր պրոբլեմ է հանդիսանում գեներացիայի երկար ընթացքի ժամանակ իմպուլսների ամպլիդուդների անկայունությունը։ Ամբողջական թելքային կոնստրուկցիայում, որը կիրառում է ակտիվ սինքրոն մոդ, օգտագործվում են փոխադարձ [[փուլային մոդուլացիա]]ն{{sfn|Григорук і ін.|2008|с=522—525}}։

Ֆեմտովայրկյանային իմպուլսների ստացման համար օգտագործվում է մոդի պասիվ սինքրոնիզացիան։ Այս դեպքում օգտագործվում է որոշակի ոչ գծային տարր, որի անցման դեպքում իմպուլսը դառնում է նեղ։ Ոչ գծային տարրերը կարող են հանդես գալ այսպես կոչված հագեցված կլանիչները, թելքային օղակի տիպի ոչ գծային հայելիները և այլն։ Հագեցած կլանիչի գաղափարը կայանում է նրանում, որ իմպուլսի տարածման ժամանակ այսպիսի սարքի միջով նրա ծայրերը կլանվում են էականորեն ավելի շատ, քան կենտրոնը (որի ամպլիտուդը ավելի մեծ է)։ Դա համարժեք է իմպուլսի տևողության փոքրացմանը։ Գոյություն ունեն լազերների օրինակներ, որոնք օգտագործում են հագեցած կլանիչներ 320 ֆվ տևողությամբ իմպուլսների գեներացման համար։ Որ գծային հայելիները կամ բևեռացման ոչ գծային պտույտը թույլատրում է ստեղծել ամբողջական թելքային կոնստրուկցիա{{sfn|Григорук і ін.|2008|с=527—534}}։

=== Միաբևեռացված լազերներ ===
[[Պատկեր:10000 single mode2.jpg|thumb|right|Իտերբիևյան միամոդ 10 կՎտ հզորությամբ լազերը]]
Նույնիսկ միամոդ թելքում մոտ հաստատուն տարածմամաբ և սահմանափակ [[Ալիքի բևեռացում|բևեռացմամաբ]] [[Նորմալ տատանումներ|մոդերի]] միջև կապ գոյություն ունի։ [[ԿԹՕԳ|Կապի թելք-օպտիկական գծերի]] համար դա հանդիսանում է բացթողիչ հատկությունը և երկարությունը սահմանափակիչ գործոն, այնպես որ գերադասելի է համարվում թելքով իմպուլսի տարածման բևեռացման պահպանումը{{sfn|Григорук і ін.|2008|с=16—21}}։
 
Թելքային լազերի ճառագայթման բևեռացումը ընդհանուր դեպքում ոչ գծային օրենքով կախված է շատ գործոններից, մասնավորապես, սնուցման հզորությունից։ Հաճախ օրթոգոնալ բևեռացուցիչների ճնշման կիրառվող մեթոդ է հանդիսանում ներթելքային բևեռացուցիչի կիրառումը։ Նրա դերում կարող է հանդես գալ որոշակի կտրվածքով մետաղական թելը (օրինակ, լատինական D տառի ձևով), որը ներկառուցված է թելքի մեջ և ձգված նրա միջուկի երկայնքով։ Բևեռացման համար, օրթոգոնալային D-աձև թելի հարթ մակերևույթին, օմական կորուստները ուժեղ կլինեն, որպեսզի էականորեն ցածրացնեն նրա ինտենսիվությունը։ Նույն ֆիզիկական սկզբունքի վրա հիմնված այլ տիպի թելքային բևեռացուցիչի ստեղծման համար, օպտիկական թելքը մշակվում է այնպիսի ձևով, որ միջուկից ալիքի կարգի հեռավորության վրա ձևավորվում են բևեռացված մակերևույթներ, որոնց վրա փոշիացվում է մետաղի շերտ։ Նկարագրված կոնստրուկցիաների փորձարարական հետազոտությունները ցույց տվեցին բևեռացման ամպլիտուդի մինչև 25 դԲ [[Ինֆրակարմիր ճառագայթում|ինֆրակարմիր դիապազոնոււմ]] տարբերությունը ելքային մի քանի միլիվատտ հզորության համար և [[Օգտակար գործողության գործակից|ՕԳԳ-ն]] մոտ 25 % է{{sfn|Digonnet|2001|pp=160—161}}։

Սկուզբուքորեն այլ մեթոդ է ուժեղ [[Երկակի ճառագայթաբեկում|երկճառագայթաբեկմամաբ]] օպտիկական թելքերի օգտագործմամաբ մոդը։ Այս թելքերը, որոնց մեջ արհեստականորեն ստեղծված է լույսի աղբյուրի տարածման անհամաչափությունը, օրինակ, էլիպսաձև միջուկի կամ կողային փոսիկների ստեղծմամբ, որոնք որոշակի ուղղությամբ [[մեխանիկական լարում]] են առաջացնում թելքում։ Անհրաժեշտ բևեռացման գեներացիային են հասնում [[Բաշխված բրեգովյան անդրադարձիչ|ներթելքային բրեգովյան ցանցերի]] կիրառմամբ, որոնցում անդրադարձման գործակիցը կախված է Ֆաբրի-Պեռոյի ռեզոնատորի համար բևեռացումից{{sfn|Григорук і ін.|2008|с=16—21}}{{sfn|Digonnet|2001|pp=160—161}}։

=== Up-կոնվերսիա ===
Up-կոնվերսիոն (ապ-կոնվերսիոն) են անվանում այն լազերները, որոնց մեջ ճառագայթման ալիքի երկարությունը փոքր է, քան սնուցման ալիքինը։ Up-կոնվերսիոն սնուցման սխեման կայանում է ակտիվ միջավայրի կողմից մի քանի ֆոտոնների կլանմամբ, որի հետևանքով անցման էներգիան վերջնական էներգետիկ մակարդակից գերազանցում է կլանված յուրաքանչյուր ֆոտոնի էներգիան։ Թելքային լազերներում նրա կիրառումը հաճախ պահանջում է ֆլյուրիդային ([[ZBLAN]]) թելքեր։ Up-կոնվերսիան կիրառվում է [[թուլիում]]-, [[էրբիում]]- և [[պրազեոդիում]]/[[իտերբիում]]-[[Լեգիրացում (կիսահաղորդիչներ)|լեգիրացված]] լազերներում<ref name="RPP_UL">
{{Cite web |title=Upconversion Lasers |url=http://www.rp-photonics.com/upconversion_lasers.html |archiveurl=https://www.webcitation.org/656WcB4aq?url=http://www.rp-photonics.com/upconversion_lasers.html |archivedate=2012 թ․ հունվարի 31 |accessdate=2011 թ․ հունիսի 26 |work=Encyclopedia of Laser Physics and Technology |publisher=RP Photonics |language=en}}</ref>։
Անհրաժեշտ է նշել, որ գեներացիայի համար օգտագործվող, իոնի յուրաքանչյուր էներգետիկ մակարդակ, համարվում է մատրիցայի հետ փոխազդեցությունից հետո՝ լայնացած։ Ապ-կոնվերսիան իրենից առավել հետաքրքրություն է ներկայացնում, քանի որ,թույլատրում է ստեղծել սպեկտրի կապույտ շրջանում լազերներ, կարմիր կամ ենթակարմիր դիապազոնում սնուցման օգտագորխմամաբ{{sfn|Григорук і ін.|2008|с=503}}։
Թուլիումյան ակտիվ թելքի սնուցման տիպիկ սխեման (ակտիվ կենտրոններ են համարվում [[Թուլիում|Tm]]<sup>3+</sup>-ի իոնները) 1,06 մկմ ֆոտոնների եռաֆոտոն կլանման ժամանակ, կայանում է <math>^3H_6\to {^3H_5}</math>, <math>^3F_4\to {^3F_2}</math>, <math>^3H_4\to {^1G_4}</math> անցումներում։ Ակնթարթային անցումներ <math>{^3H_5}\to {^3F_4}</math> և <math>{^3F_2}\to {^3H_4}</math>-ը համարվում են ռելակսացիոնային։ Արդյունքը հանդիսանում է հզոր ժառագայթման գեներացիան <math>^1G_4\to {^3H_6}</math> 475 նմ ալիքի երկարության անցման վրա։ 660 նմ ալիքի երկարությամբ քվանտների երկֆոտոն կլանումը բերում է <math>^3H_6\to {^3F_{2,3}}</math> և <math>^3H_4\to {^1D_2}</math>
անցումներին{{sfn|Digonnet|2001|p=150, 153—154}}{{sfn|Григорук і ін.|2008|с=503}}։

Պրազեոդիումը որպես աշխատանքային իոն, իրենից ավելի քիչ հետաքրքրություն է ներկայացնում, քանի որ up-կոնվերսիոն սխեման թելքերի համար, իրենցով լեգիրացված, թույլատրում է ստանալ կարմիր, նարնջագույն, կանաչ և կապույտ գույների գեներացիան։ Հաճախ շնորհիվ հզոր [[Գալիումի արսենիդ|GaAs]] դիոդի աշխատանքի դիապազոնում ընկած կլանման շատ լայն տիրույթում կիրառվում են իտերբիումով լրացուցիչ լեգիրացում։ Yt<sup>3+</sup>-ի իոնները ծառայում են որպես [[Սենսիբիլիզացում (ֆիզիկա)|սենսիբիլիզատորներ]] (մասնիկներ, որոնք փոխանցում են իոնների տարբեր մակարդակների գեներացիայի համար ծառայող էներգիան){{sfn|Shalibeik|2007|pp=26, 29}}։

=== ԼԿՑ-լազերներ ===
Լազերի գեներացիայի հաճախության ձևափոխումը կարող է իրագործվել [[Լույի կոմբինացիոն ցրման|հարկադրական կոմբինացիոն ցրման]] օգնությամբ։ Ապակիներում այն դրսևորվում է էականորեն ավելի թույլ, քան որոշ ոչ գծային բյուրեղներում և հեղուկներում, բայց թելքում ցածր օպտիկական կորուստների հետևանքով, ԼԿՑ-ը տեղի է ունենում առավել էֆեկտիվ։ Առաջին անգամ Ռամանի էֆեկտը թելքային լազերներում ցուցադրվել է [[Ռոջեր Ստոլեն]]ի կողմից 1972 թվականին, և այդ ժամանակվանից շարունակվում է թելքային ԼԿՑ-լազերների վերամշակումը։ Նրանք առավել մեծ հետաքրքրություն են ներկայացնում շնորհիվ գեներացիայի հաճախության սպեկտրի ենթակարմիր տիրույթ տեղափոխման համար, որտեղ հազվագյուտ հողային պինդմարմնային լազերները ցածրաէֆեկտիվ են<ref name="Dianov04"/>։ Դիսպերսիոն ռեզոնատորների հետ մեկտեղ կարելի է ստանալ հաճախության վերակառուցումը 1,1—1,6 մկմ դիապազոնում պահպանելով բարձր ելքային հզորություն{{sfn|Григорук і ін.|2008|с=543}}։

Թելքային ԼԿՑ-լազերների ռեզոնատորները ստեղծվում են [[Տեզաբաշխված բրեգովյան անդրադարձիչ|բրեգովյան ցանցերի]] զույգերով, որոնք հաշվարկվում են սնուցման ճառագայթման ամբողջ բացթողնման և [[Ստոկսյան առաջընթաց|ստոկսյան կոմպոնենների]] ցրված ճառագայթման (լրիվ անդրադարձրած հայելու համար 99,9 %-ի կարգի և 5 %-ը ելքաիյ հայելու համար) ալիքի երկարության նկատելի անդրադարձման համար։ Երբեմն օգտագործում են մի քանի զույգ ցանցեր ավելի բարձր կարգի ստոկսյան կոմպոնենտների ստացման համար{{sfn|Григорук і ін.|2008|с=546}}<ref name="Dianov04"/>։ Առավել տարածված են այնպիսի ԼԿՑ-լազերները, որոնք օգտագործում են գերմանոսիլիկատային թելքեր, որոնց շնորհիվ նրանցում հարկադրված կոմբինացիոն ցրման էֆեկտիվությունը և լուսազգայնությունը էականորեն բարձր է, քան մաքուր կվարցայիններում, և ավելանում է [[գերմանիում]]ի խտության մեծացման հետ մեկտեղ:Անընդհատ գեներացիայի տիպիկ լազերները սնուցվում են այլ 1,06 մկմ ալիքի երկարությամբ [[Իտերիում-ալյումինային-գրանատ|YAG]]:[[Նեոդիում|Nd]]<sup>3+</sup>-լազերով։ Նեոդիմային լազերի առաջնային սնուցումը իրագործվում է կիսահաղորդիչ դիոդներով։ Ակտիվ թելքի երկարությունը կարող է կազմել 800մ։ նրանում ռեզոնատորները ստեղծվում են բրեգովյան ցանցերի երեք կամ ավել զույգերով (կասկադներով)։ Նմանատիպ 1,48 մկմ ալիքի երկարությամբ հնգակասկադ լազերը տալիս է ելքային 1,5 Վտ հզորություւն և օգտագործվում է [[Հազորդակցության թելքա-օպտիկական գիծ|ՀԹՕԳ]] թելքային ուժեղացուցիչներում սնուցման համար{{sfn|Григорук і ін.|2008|с=545—548}}։
 
=== ֆոտոնային բյուրեղների թելքային լազերներ ===
{{external media
| width     = 270px
| image1    = [http://www.photonics.com/images/spectra/research/2007/August/PRmillijoules_Fig1.jpg Ֆոտոն-բյուրեղային տիպիկ թելքի կտրվածքի լուսանկարը]՝ տրված չափերով թելքային լազերի համար։
| image2    = [http://www.photonics.com/images/spectra/features/2006/May/CrystalFibre_Fig6.jpg Ֆոտոն-բյուրեղային թելքի կտրվածքի լուսանկար], որում ներառված են հավելյալ բևեռացված տարրեր (երեք աղբյորներից խմբերը ավելի մուգ գույնի են կտրվածքում) միաբևեռ լազերի ստեղծման համար։
}}

Այսպես կոչված միկրոկառուցվածքային կամ ֆոտոն-բյուրեղային օպտիկական թելքերը (ՖԲՕԹ, {{lang-en|photonic crystal fiber (PCF), holey fiber,}} կամ ''microstructured fiber'') էականորեն տարբերվում են ավանդական կիրառվող օպտիկական թելքերից։ Եթե վերջիններում լուսատարը կազմվում է տարբեր [[բեկման ցուցիչ]]ներ ունեցող շերտերով, ապա ՖԲՕԹ-ում լուսահաղորդող կառուցվածքը թելքի միջուկը առաջացնում է օդային աղբյուրներով (օրինակ, գլանաձև), նրանք առաջացնում են երկչափանի [[ֆոտոնային բյուրեղ]]։ Դրա համար նրանցում ալիքատար մոդերը ձևավորվում են ոչ թե թելքի երկայնքով ճառագայթի տարածման ներքին անդրադարձման ճանապարհով, այլ միկրոկառուցվածքի բացթողնման սպեկտրում արգելված շերտերի հայտնման արդյունքում<ref name="Желтиков07">
{{Ռուսերեն հոդված |ссылка=http://ufn.ru/ru/articles/2007/7/d/ |автор=Желтиков А. М. |заглавие=Микроструктурированные световоды для нового поколения волоконно-оптических источников и преобразователей световых импульсов |год=2007 |язык=ru |издание=УФН |том=177 |номер=7 |страницы=737—762 |doi=10.3367/UFNr.0177.200707d.0737}}</ref>։
Տիպիկ ՖԲՕԹ-ում միկրոկառուցվածքը կազմավորվում է վեցանիստորեն դասավորված օդային աղբյուներով({{lang-en|triangular cladding single-core PCF}}): Այս թելքի գլխավոր առանձնահատկություններից հանդիսանում միայն հիմնական մոդի օժանդակումը անկախ ալիքի երկարությունից և միջուկի տրամագծից։ Դրա համար էլ միկրոկառուցվածքները թույլատրում են ստեղծել ցանկացած տրված [[Ապերտուրա (օպտիկա)|թվային ապերտուրայով]] (շատ փոքր՝ ակտիվ միջուկի մինչև շատ մեծ՝ սնուցման ալիքատարի համար) միջուկի համեմատաբար մեծ տրամագծի դեպքում<ref name="Hansen06">
{{Cite web |author=Kim P. Hansen and Jes Broeng |date=May, 2006 |title=High-Power Photonic Crystal Fiber Lasers |url=http://www.photonics.com/Article.aspx?AID=25277 |archiveurl=https://www.webcitation.org/656WcsXMs?url=http://www.photonics.com/Article.aspx?AID=25277 |archivedate=2012 թ․ հունվարի 31 |accessdate=2011 թ․ օգոստոսի 13 |work=Holey fiber overcomes limitations of conventional fiber for applications in lasers and amplifiers |publisher=Photonis Media |language=en}}</ref>:Վերջինը շատ կարևոր է գերհզոր միամոդ լազերի ստեղծման համար, քանի որ թելքի պատրաստման սովորական տեխնոլոգիան պահանջում է տրամագծի մեծացում հզորության մեծացման համար, իսկ միևնույն գեներացիայի թելքի դեպքում դա բերում է լույսի տարածման բազմամոդ ռեժիմին<ref name="NP_PCF">
{{Cite web |author=Jason Eichenholz |title=Photonic-crystal fibers have many uses |url=http://www.newport.com/images/webdocuments-en/images/OW-40410-187.pdf |archiveurl=https://www.webcitation.org/656Wekc5q?url=http://www.newport.com/images/webdocuments-en/images/OW-40410-187.pdf |archivedate=2012 թ․ հունվարի 31 |accessdate=2011 թ․ օգոստոսի 13 |work=Optoelectronics World |publisher=Newport |language=en}}</ref>։
Հազվագյուտ հողային իոնների սնուցման համար ՖԲՕԹ-ի կտրվածքում ստեղծվում է այնպիսի կառուցվածք, որը հիշեցնում է [[կրկնակի ծածկույթով օպտիկական թելք]]։ Ակտիվ միջուկը շրջապատող ներքին ֆոտոնային բյուրեղի շուրջը, որոշակի հեռավորությամբ ձևավորվում է ևս մեկ օդային աղբյուրի շերտ (թելքի կտրվածքում շառավղային ուղղությամբ տիպիկ ձգված)։ Այսպիսի կառուցվածքի առավելությունը բացի մեծ թվային ապերտուրայից, հանդիսանում է, շնորհիվ պարուրաձև և պտուտակավոր [[Մոդ (ֆիզիկա)|մոդերի]], սնուցման ճառագայթման փոքր կորուստները, որոնք չեն անցնում ակտիվ միջուկով<ref name="Hansen06"/>։

2003 թվականին ցուցադրվել է հաստատուն գեներացիայի ռեժիմով աշխատող թելքային լազերը, որը օգտագործում էր 2003 մ երկարությամբ ՖԲՕԹ-ը, որի [[Օգտակար գործողության գործակից|ՕՕԳ-ն]] 78 % էր 80 Վտ հզորության դեպքում։ 2006 թվականին ստեղծվել է այդ նույն ՕԳԳ-ով լազեր, գեներացիայի մաքսիմալ 320 Վտ ({{nobr|550 Վտ/մ}} ակտիվ թելքի) հզորությամբ և մոդի 2000 մկմ<sup>2</sup> մակերեսով։ Ինչպես և սովորական թելքի դեպքում, լազերները, որոնք օգտագործում են ՖԲՕԹ-ը, բնութագրվում են ճառագայթման ելքային հզորության և սնուցման հզորության գծային կապով<ref name="Limpert03">{{Cite journal |author=Jens Limpert, T. Schreiber, S. Nolte, H. Zellmer, T. Tunnermann, R. Iliew, F. Lederer, J. Broeng, G. Vienne, A. Petersson, and C. Jakobsen |year=2003 |title=High-power air-clad large-mode-area photonic crystal fiber laser |url=http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?&id=71871 |journal=Optics Express |volume=11 |issue=7 |pages=818–823 |doi=10.1364/OE.11.000818}}</ref><ref name="Limpert06">{{Cite journal |author=J. Limpert, O. Schmidt, J. Rothhardt, F. Röser, T. Schreiber, A. Tünnermann, S. Ermeneux, P. Yvernault, and F. Salin |year=2006 |title=Extended single-mode photonic crystal fiber lasers |url=http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?id=88988 |journal=Optics Express |volume=14 |issue=7 |pages=2715–2720 |do=10.1364/OE.14.002715}}</ref>։

== Կիրառություններ ==
=== Առավելություններ և թերություններ ===
[[Պատկեր:CCC CL-920.jpg|200px|thumb|left|Մետաղի հատման հաստոց Cincinnati CL-920 (2 կՎտ, իտերբիևյան թելքային լազեր)]]
Թելքային լազերների առավելություններին է վերագրվում ռեզոնատորի մակերեսի հարաբերությունը նրա ծավալին, որը ապահովում է որակյալ սառեցում, սիլիցիումի ջերմակայունությունը և տվյալ դասի սարքերի ոչ մեծ չափերի հզորության և որակի պահանջները։ Լազերային ճառագայթը, որպես օրենք, անհրաժեշտ է մտցնել օպտիկական թելքի մեջ տեխնիկայում հետագա օգտագործման ահամար։ Այլ կոնստրուկցիաների լազերների համար դա պահանջում է հատուկ օպտիկական համակարգեր և սարքը դարձնում է տատանումների հանդեպ ավելի զգայուն։ Թելքային լազերներում ճառագայթման գեներացիան տեղի է ունենում անմիջապես թելքում, և այն ունի բարձր օպտիկական որակ։ Տրված տիպի լազերներիի համար թերություններ են հանդիսանում ճառագայթման բարձր խտությունից առաջացած ոչ գծային էֆեկտները և ակտիվ նյութի փոքր ծավալով պայմանավորված, համեմատաբար փոքր էներգիան ելքային իմպուլսում<ref name="UnOfSou1">{{Cite web |title=How Fibre Lasers Work |url=http://www.orc.soton.ac.uk/61.html |archiveurl=https://www.webcitation.org/656WfAX5C?url=http://www.orc.soton.ac.uk/61.html |archivedate=2012 թ․ հունվարի 31 |accessdate=2011 թ․ ապրիլի 10 |publisher=University of Southampton |language=en}}</ref><ref name="Payne">{{Cite web |author=David N. Payne |title=Fiber lasers: The next generation |url=http://www.cleoconference.org/materials/payne.pdf |url-status=404 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20060928023720/http://www.cleoconference.org/materials/payne.pdf |archivedate=2006 թ․ սեպտեմբերի 28 |accessdate=2011 թ․ ապրիլի 10 |publisher=CLEO 2011 |language=en |description=Материалы конференции}}</ref>։

Թելքային լազերները կիրառման ոլորտներում զիջում են [[Կարծրամարմին լազերներին|կարծրամարմիններին]], որտեղ պահանջվում է [[Էլեկտրամագնիսական ալիքների բևեռացում|բևեռացման]] համար բարձր կայունություն, իսկ թելքի բևեռացման պահպանման օգտագործումը տարբեր պատճառներով դժվարեցված է։ Կարծրամարմին լազերները չեն կարող փոխարինվել 0,7—1,0 մկմ սպեկտրալ դիապազոնով թելքայիններին։ Նրանք ունեն նաև մեծ պոտենցիալ իմպուլսի ելքային հզորության աճեցման համար ի տարբերություն թելքայիններին։ Սակայն թելքային լազերները ցուցաբերում են լավ արդյունքներ այնպիսի ալիքի երկարությունների համար, որտեղ գոյություն չունի բավարար լավ [[Ակտիվ միջավայրերի հիմնական տիպեր|ակտիվ միջավայրեր]] կամ այլ կոնստրուկցիաների լազերների հայելիներ, և թույլ են տալիս փոքր դժվարություններով իրացնել up-կոնվերսիաներին նման լազերային սխեմաներ<ref name="RPP_FLvsBL">
{{Cite web |title=Fiber Lasers Versus Bulk Lasers |url=http://www.rp-photonics.com/fiber_lasers_versus_bulk_lasers.html |archiveurl=https://www.webcitation.org/656WfqoHQ?url=http://www.rp-photonics.com/fiber_lasers_versus_bulk_lasers.html |archivedate=2012 թ․ հունվարի 31 |accessdate=2011 թ․ օգոստոսի 15 |work=Encyclopedia of Laser Physics and Technology |publisher=RP Photonics |language=en}}</ref>։

=== Կիրառման ոլորտներ ===
Շնորհիվ պարամետրերի լայն ընտրության թելքային լազերները գտել են իրենց կիրառությունները գործունեության լայն ոլորտներում։ Մասնավորապես, նրանք օգտագործվում են արդյունաբերության մեջ մետաղների փորագրման և հատման, ապրանքների լազերային [[Դրոշմադրում|դրոշմադրման]] համար, որտեղ անհրաժեշտ են տրված ընթացքի հաճախությանը կարճատև իմպուլսների մեծ լարվածակետային հզորություններ։ Այսպես, պլաստիկի և մետաղի համար օգտագորճվում են 5—10 կՎտ իմպուլսներ 10-ից 100 նվ տևողությամբ ընթացքի 20-ից 200 կՀց հաճախությամբ։ Դա թույլատրում է փոխել մակերևույթի միայն օպտիկական հատկությունները, առանց արտադրանքի ներքին կառուցվածքի վնասման։ Մինչև 60 Վտ լազերները օգտագործվում են էլեկտրոնիկայի և միլիմետրի մի քանի տասնորդական մասի հաստության բժշկական գործիքների մեջ չժանգոտվող մետաղների եռակցման համար։ Նրանք [[Ստենտավորում|ստենտների]] պատրաստման մեջ ցույց տվեցին լավ արդյունքներ<ref name="Vuds08">{{Ռուսերեն հոդված |ссылка=http://www.photonics.su/files/article_pdf/2/article_2627_973.pdf |ref=Вудс и др. |автор=Вудс С., Дака М., Флин Г. |заглавие=Волоконные лазеры средней мощности и их применение |год=2008 |издание=[[Фотоника (журнал)|Фотоника]] |номер=4 |страницы=6—10}}</ref>։

== Տես նաև ==
* [[Լազերների տեսակներ]]
* [[Լազերի կառուցվածք]]
* [[Կարծրամարմին լազեր]]
* [[Թելքային լազերներ]]

== Ծանոթագրություններ ==
{{ծանցանկ|3}}

== Գրականություն ==
* {{Ռուսերեն հոդված |ref=Дианов, Прохоров |автор=[[Дианов, Евгений Михайлович|Дианов Е. М.]], [[Прохоров, Александр Михайлович|Прохоров А. М.]] |заглавие=Лазеры и волоконная оптика |год=1986 |издание=[[Успехи физических наук]] |том=148 |выпуск=2 |страницы=289—311 |doi=10.3367/UFNr.0148.198602c.0289}}
* {{Ռուսերեն հոդված |ссылка=http://www.quantum-electron.ru/php/paper_rus.phtml?journal_id=qe&paper_id=2739 |ref=Курков, Дианов |автор=Курков А. С., Дианов Е. М. |заглавие=Непрерывные волоконные лазеры средней мощности |год=2004 |издание=[[Квантовая электроника (журнал)|Квантовая электроника]] |том=34 |номер=2 |страницы=881—900 |doi=10.1070/QE2004v034n10ABEH002739 }}{{Չաշխատող արտաքին հղում|bot=InternetArchiveBot }}
* {{Ռուսերեն հոդված |ссылка=http://www.photonics.su/files/article_pdf/2/article_2627_973.pdf |ref=Вудс и др. |автор=Вудс С., Дака М., Флин Г. |заглавие=Волоконные лазеры средней мощности и их применение |год=2008 |издание=[[Фотоника (журнал)|Фотоника]] |номер=4 |страницы=6—10}}
* {{Ռուսերեն գիրք |ref=Григорук і ін. |автор=Григорук В. І., Коротков П. А., Фелінський Г. С. |заглавие=Нелінійні та лазерні процеси в оптичних волокнах |год=2008 |место=К. |издательство=Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет» |страниц=576 |isbn=978-966-439-120-4}}
* {{Ռուսերեն գիրք |ref=Скляров |автор=Скляров О. К. |заглавие=Волоконно-оптические сети и системы связи: Учебное пособие |год=2010 |издание=2-е изд., стер |место=СПб. |издательство=«Лань» |страниц=272 |isbn=978-5-8114-1028-6}}
* {{Ռուսերեն հոդված |автор=Gapontsev V. P. |заглавие=Penetration of fiber lasers into industrial market |год=2008 |язык=en |издание=Fiber Lasers V: Technology, Systems, and Applications, Photonics West |страницы=presentation 6873-01}}
* {{Ռուսերեն գիրք |ref=Agrawal |автор=Agrawal G. P. |заглавие=Applications of nonlinear fiber optics |год=2001 |издательство=Academic Press |allpages=458 |isbn=9780120451449}}
* {{Ռուսերեն գիրք |ref=Agrawal |автор=Agrawal G. P. |заглавие=Lightwave technology: components and devices |год=2004 |издательство=Wiley-IEEE |allpages=427 |isbn=9780471215738}}
* {{Ռուսերեն գիրք |ref=Agrawal |автор=Agrawal G. P. |заглавие=Applications of nonlinear fiber optics |год=2008 |издание=2nd ed |издательство=Academic Press |allpages=508 |volume=10 |серия=Optics and Photonis Series |isbn=9780123743022}}
* {{Ռուսերեն գիրք |ref=Digonnet |автор=Digonnet, M. J. F. |заглавие=Rare-Earth-Doped Fiber Lasers and Amplifiers |год=2001 |издание=2nd ed |издательство=Marcel Dekker, Inc. |allpages=792 |isbn=0-8247-0458-4}}
* {{Ռուսերեն գիրք |ref=Gan |автор=Gan F. |заглавие=Photonic glasses |год=2006 |издательство=World Scientific |allpages=447 |isbn=9789812568205}}
* {{Ռուսերեն գիրք |ref=Goure, Verrier |автор=Goure J.-P., Verrier I. |заглавие=Optical fibre devices |год=2002 |издательство=Institute of Physics Publishing |allpages=269 |isbn=9780750308113}}
* {{Ռուսերեն գիրք |ref=Hayes |автор=Hayes J. |заглавие=Fiber Optics Technician's Manual |год=2000 |издание=2th Edition |издательство=Delmar Cengage Learning |allpages=242 |isbn=978-0766818255}}
* {{Ռուսերեն գիրք |ref=Iizuka |автор=Iizuka, K. |заглавие=Elements of Photonics |год=2002 |часть=For Fiber and Integrated Optics |издательство=Wiley-VCH |allpages=656 |volume=II |серия=Wiley Series in Pure and Applied Optics |isbn=0-471-40815-8}}
* {{Ռուսերեն գիրք |ref=Poli et al. |автор=Poli F., Cucinotta A., Selleri S. |заглавие=Photonic crystal fibers: properties and applications |год=2007 |издательство=Springer |allpages=233 |volume=102 |серия=Springer series in materials science |isbn=9781402063251}}
* {{Ռուսերեն գիրք |ref=Röser |автор=Röser F. |заглавие=Power Scaling of Ultrashort Pulse Fiber Laser Systems |год=2010 |издательство=Books on Demand |allpages=136 |isbn=9783839153659}}
* {{Ռուսերեն գիրք |ref=Shalibeik |автор=Shalibeik, H. |заглавие=Rare-Earth-Doped Fiber Lasers and Amplifiers |год=2007 |издательство=Cuvillier Verlag |allpages=181 |isbn=9783867274678}}
* {{Ռուսերեն գիրք |ref=Senior |автор=Senior J. M., Jamro M. Y. |заглавие=Prentice Hall Internacional series in optoelectronics |год=2009 |издание=3rd ed |издательство=Pearson Education |allpages=1075 |isbn=9780130326812}}

== Արտաքին հղումներ ==
{{wiktionary}}
* {{Ռուսերեն հոդված |ссылка=http://www.quantum-electron.ru/pdfrus/fullt/2004/10/2739.pdf |автор=Курков А. С., Дианов Е. М. |заглавие=Непрерывные волоконные лазеры средней мощности |год=2004 |язык=ru |издание=Квантовая Электроника |том=34 |номер=10 |страницы=881—900 |doi=10.1070/QE2004v034n10ABEH002739}}
* {{Cite web |title=Научные материалы о лазерах, оптике, спектроскопии и лазерной технике |url=http://www.laser-portal.ru |archiveurl=https://www.webcitation.org/656WglGS0?url=http://www.laser-portal.ru/ |archivedate=2012 թ․ հունվարի 31 |accessdate=2011 թ․ մայիսի 16 |publisher=Балтийский государственный технический университет}}
* {{Cite web |author=Jens Limpert, Thomas Schreiber, Andreas Tünnermann |title=Fiber-Based High Power Laser Systems |url=http://www.rp-photonics.com/highpowerfiberlasers.html |archiveurl=https://www.webcitation.org/656WhBZ91?url=http://www.rp-photonics.com/highpowerfiberlasers.html |archivedate=2012 թ․ հունվարի 31 |accessdate=2011 թ․ օգոստոսի 13 |work=Encyclopedia of Laser Physics and Technology |publisher=RP Photonics |language=en}}
* {{Cite web |title=Fiber Lasers |url=http://www.rp-photonics.com/fiber_lasers.html |archiveurl=https://www.webcitation.org/656Wi8RtI?url=http://www.rp-photonics.com/fiber_lasers.html |archivedate=2012 թ․ հունվարի 31 |accessdate=2011 թ․ օգոստոսի 13 |work=Encyclopedia of Laser Physics and Technology |publisher=RP Photonics |language=en}}
* {{Cite web |author=K. F. Kleine et al. |title=Use of Fiber Lasers for Micro Cutting Applications in the Medical Device Industry |url=http://www.lasers.org.uk/paperstore/Cutting2.pdf |archiveurl=https://www.webcitation.org/656WjAcEF?url=http://www.lasers.org.uk/paperstore/Cutting2.pdf |archivedate=2012 թ․ հունվարի 31 |accessdate=2011 թ․ հուլիսի 20 |publisher=University of Liverpool |language=en}}
* {{Cite web |title=High-Power Fiber Lasers: Recent Advances |url=http://www.optics.rochester.edu/~gweihua/hflaser.pdf |archiveurl=https://www.webcitation.org/656Wjh4XE?url=http://www.optics.rochester.edu/~gweihua/hflaser.pdf |archivedate=2012 թ․ հունվարի 31 |accessdate=2011 թ․ օգոստոսի 13 |publisher=Institute of Opticss in University of Rochester |language=en}}
{{Օրվա հոդված նախագծի մասնակից|2017 թվականի [[Կաղապար:Օրվա հոդված/Նոյեմբերի 2, 2017 թ.|նոյեմբերի 2]]}}

[[Կատեգորիա:Թելքային օպտիկա]]
[[Կատեգորիա:Լազեր]]