Yksimuotoisen kuitulaserin ydinrakenne

Ydinrakenne ayksimuotoinen kuitulaser

Yksimuotoisen tekniikan erinomainen suorituskykykuitulaserjohtuu niiden tarkasta sisäisestä rakennesuunnittelusta. Kaikkien komponenttien tehokas yhteistyö on vakaan ja korkealaatuisen lasersäteilyn perusta.

Esimerkiksi 976 nm:n laseria, jolla on suhteellisen korkea sähköoptinen muunnostehokkuus, käytetään seostetun kuidun lataamiseen, ja sitten 1064 nm:n siemenvaloa, jolla on hyvä säteen laatu, käytetään ohjaamaan varattua seostettua kuitua 1064 nm:n laserin vapauttamiseksi suuremmalla energialla. Mitä suurempi vaadittu 1064 nm:n laserenergia on, sitä enemmän tehoa ja määrää pumppauslähteeltä tarvitaan.

Yksityiskohtainen selitys tärkeimmistä osista

Pumppulähde on energianlähdelaser, yleensäpuolijohdelaserdiodi, jonka emissioaallonpituus vastaa vahvistusväliaineen absorptiohuippua (esimerkiksi ytterbiumilla seostettu kuitu vastaa 915 nm:n tai 976 nm:n aallonpituutta). Yksimuotolaserit vaativat myös pumppausvalonlähteeltä korkeaa spatiaalista koherenssia. Siksi käytetään usein yksimuotoisia kuitukytkettyjä laserdiodeja sen varmistamiseksi, että pumppausvalo voidaan injektoida tehokkaasti hienoon yksimuotokuituytimeen.

2. Vahvistuskuidut ovat lasergeneraattorin ydinmateriaali, ja ne ovat yleensä kvartsilasikuituja, joihin on seostettu harvinaisia ​​maametalleja. Yleisiä seostettuja ioneja ovat ytterbium (Yb³⁺), erbium (Er³⁺) ja tulium (Tm³⁺) jne., jotka vastaavat eri lähtöaallonpituuskaistoja (kuten 1064 nm, 1550 nm, 2 μm jne.). Vahvistuskuidun pituus on suunniteltava tarkasti, jotta pumpun valo absorboituu täysin ja samalla säilytetään tehokas opto-optinen muunnos.

3. Yleisin resonanssiontelon toteutusmuoto on kuitu-Bragg-hilapari. Hila muodostetaan altistamalla optiset kuidut ultraviolettisäteilyn laserin interferenssijuovalle, joka aiheuttaa pysyvän jaksollisen muutoksen niiden ydinalueiden taitekertoimessa. Hilan jaksoa ja pituutta säätämällä sen heijastuksen keskiaallonpituutta ja kaistanleveyttä voidaan säätää tarkasti. Tämä täysin kuidutettu resonanssiontelorakenne ei vaadi erillisiä komponentteja, kuten optisia linssejä, mikä parantaa merkittävästi järjestelmän vakautta ja häiriönsietokykyä.

4. Säteen kollimointijärjestelmä sijaitsee yleensä lähtöpäätyhilan takana. Sen tehtävänä on muuntaa optisen kuidun lähettämä hajautuva lasersäde kollimoitavaksi rinnakkaisvaloksi tai kohdistaa se edelleen työtasolle. Tämä järjestelmä sisältää yleensä itsetarkentuvia linssejä tai mikrominiatyyrilinssiryhmiä ja siinä on tarkka mekaaninen rakenne kohdistustarkkuuden varmistamiseksi. Korkealaatuinen optinen suunnittelu voi tehokkaasti vähentää poikkeamia ja varmistaa, että lähtösäde säilyttää erinomaisen Gaussin jakauman.