Suuritehoinen pulssilaser, jossa on kokonaan kuituinen MOPA-rakenne

Suuritehoinen pulssilaserkokonaan kuitua sisältävällä MOPA-rakenteella

Kuitulasereiden pääasiallisia rakennetyyppejä ovat yksiresonaattori-, sädeyhdistelmä- ja pääoskilloivan tehovahvistimen (MOPA) rakenteet. Näistä MOPA-rakenteesta on tullut yksi tämänhetkisistä tutkimuskohteista sen kyvyn ansiosta saavuttaa korkea suorituskyky.pulssilaserulostulo, jossa on säädettävä pulssinleveys ja toistotaajuus (jota kutsutaan pulssinleveydeksi ja toistotaajuudeksi).

MOPA-laserin toimintaperiaate on seuraava: Pääoskillaattori (MO) on tehokas siemenlähdepuolijohdelaser...joka tuottaa siemensignaalivaloa säädettävillä parametreilla suoran pulssimodulaation avulla. Kenttäohjelmoitavan porttimatriisin (FPGA) pääohjaus tuottaa säädettävillä parametreilla varustettuja pulssivirtasignaaleja, joita ohjauspiiri ohjaa siemenlähteen käyttämiseksi ja siemenvalon alkumodulaation suorittamiseksi. Saatuaan ohjausohjeet FPGA:n pääohjauskortilta pumpun lähteen ohjauspiiri käynnistää pumpun lähteen pumpun valon tuottamiseksi. Kun siemenvalo ja pumpun valo on kytketty säteenjakajalla, ne injektoidaan vastaavasti Yb3+-seostettuun kaksikerroksiseen optiseen kuituun (YDDCF) kaksivaiheisessa optisessa vahvistusmoduulissa. Tämän prosessin aikana Yb3+-ionit absorboivat pumpun valon energiaa muodostaen populaatioinversiojakauman. Myöhemmin, kulkevan aallon vahvistuksen ja stimuloidun emission periaatteiden mukaisesti, siemensignaalivalo saavuttaa suuren tehonvahvistuksen kaksivaiheisessa optisessa vahvistusmoduulissa, jolloin lopulta saadaan suuritehoinen...nanosekunnin pulssilaserHuipputehon kasvun vuoksi vahvistettu pulssisignaali voi kokea pulssinleveyden supistumista vahvistuksen rajoitusvaikutuksen vuoksi. Käytännön sovelluksissa käytetään usein monivaiheisia vahvistusrakenteita lähtötehon ja vahvistuksen hyötysuhteen parantamiseksi entisestään.

MOPA-laserpiirijärjestelmä koostuu FPGA-pääohjauskortista, pumpun lähteestä, siemenlähteestä, ohjainpiirilevystä, vahvistimesta jne. FPGA-pääohjauskortti ohjaa siemenlähdettä tuottamaan MW-tason raakasiemenvalopulsseja säädettävillä parametreilla generoimalla sähköisiä pulssisignaaleja, joilla on säädettävät aaltomuodot, pulssinleveydet (5 - 200 ns) ja toistotaajuudet (30 - 900 kHz). Tämä signaali syötetään eristimen kautta kaksivaiheiseen optiseen vahvistusmoduuliin, joka koostuu esivahvistimesta ja päävahvistimesta, ja lopuksi se tuottaa korkeaenergistä lyhytpulssilaseria kollimointitoiminnolla varustetun optisen eristimen kautta. Siemenlähde on varustettu sisäisellä valoilmaisimella, joka valvoo lähtötehoa reaaliajassa ja syöttää sen takaisin FPGA-pääohjauskortille. Pääohjauskortti ohjaa pumpun käyttöpiirejä 1 ja 2 pumppulähteiden 1, 2 ja 3 avaamis- ja sulkemistoimintojen saavuttamiseksi. Kun...valoilmaisinJos merkkivalon lähtöä ei havaita, pääohjauskortti sammuttaa pumpun lähteen estääkseen YDDCF:n ja optisten laitteiden vaurioitumisen siemenvalon syötön puutteen vuoksi.

MOPA-laser-optinen reittijärjestelmä on kokonaan kuituinen ja koostuu pääoskillaatiomoduulista ja kaksivaiheisesta vahvistusmoduulista. Pääoskillaatiomoduuli käyttää siemenlähteenä puolijohdelaserdiodia (LD), jonka keskeinen aallonpituus on 1064 nm, viivanleveys 3 nm ja jatkuva maksimilähtöteho 400 mW. Se yhdistetään kuitu-Bragg-hilaan (FBG), jonka heijastavuus on 99 % @ 1063,94 nm ja viivanleveys 3,5 nm, muodostaen aallonpituuden valintajärjestelmän. Kaksivaiheisessa vahvistusmoduulissa on käänteinen pumppurakenne, ja vahvistusväliaineina käytetään YDDCF-elementtejä, joiden ytimen halkaisijat ovat vastaavasti 8 ja 30 μm. Vastaavat pinnoituspumpun absorptiokertoimet ovat vastaavasti 1,0 ja 2,1 dB/m @ 915 nm.