Високомощен импулсен лазерс изцяло влакнеста MOPA структура
Основните структурни типове влакнести лазери включват структури с единичен резонатор, комбинирани лъчи и главни осцилиращи усилватели на мощност (MOPA). Сред тях структурата MOPA се е превърнала в една от най-актуалните изследователски теми поради способността си да постига висока производителност.импулсен лазеризход с регулируема ширина на импулса и честота на повторение (наричани ширина на импулса и честота на повторение).
Принципът на работа на MOPA лазера е следният: Главният осцилатор (MO) е високопроизводителен източник на начални импулси.полупроводников лазеркойто генерира начален сигнал с регулируеми параметри чрез директна импулсна модулация. Главното управление на програмируемата логическа матрица (FPGA) извежда импулсни токови сигнали с регулируеми параметри, които се контролират от управляващата верига, за да задействат началния източник и да завършат първоначалната модулация на началната светлина. След получаване на командите за управление от главната платка за управление на FPGA, управляващата верига на помпата-източник стартира помпата-източник, за да генерира начална светлина. След като началната светлина и помпената светлина се свържат от разделителя на лъча, те се инжектират съответно в двойно облицовано оптично влакно (YDDCF), легирано с Yb3+, в двустепенния оптичен усилвателен модул. По време на този процес, Yb3+ йоните абсорбират енергията на помпената светлина, за да образуват инверсно разпределение на популацията. Впоследствие, въз основа на принципите на усилване на пътуваща вълна и стимулирано излъчване, началният сигнал постига високо усилване на мощността в двустепенния оптичен усилвателен модул, като в крайна сметка извежда високомощна светлина.наносекунден импулсен лазерПоради увеличаването на пиковата мощност, усиленият импулсен сигнал може да претърпи компресия на ширината на импулса поради ефекта на ограничаване на усилването. В практически приложения често се използват многостепенни усилвателни структури за допълнително подобряване на изходната мощност и ефективността на усилването.
Лазерната схема на MOPA се състои от главна платка за управление на FPGA, източник на помпа, източник на начален импулс, платка с драйвер, усилвател и др. Главната платка за управление на FPGA управлява източника на начален импулс, за да генерира импулси от начален импулс на ниво MW с регулируеми параметри, като генерира импулсни електрически сигнали с регулируеми форми на вълната, ширина на импулса (от 5 до 200ns) и честота на повторение (от 30 до 900kHz). Този сигнал се подава през изолатора към двустепенния оптичен усилвателен модул, съставен от предусилвател и главен усилвател, и накрая извежда високоенергиен късоимпулсен лазер през оптичния изолатор с колимационна функция. Източникът на начален импулс е оборудван с вътрешен фотодетектор за наблюдение на изходната мощност в реално време и подаването ѝ обратно към главната платка за управление на FPGA. Главната платка за управление управлява веригите за задвижване на помпата 1 и 2, за да постигне операциите по отваряне и затваряне на източниците на помпа 1, 2 и 3. Когато...фотодетекторАко не успее да открие изхода на сигналната светлина, главната платка за управление ще изключи източника на помпата, за да предотврати повреда на YDDCF и оптичните устройства поради липса на вход за светлина от семена.
Лазерната оптична система MOPA използва изцяло оптична структура и се състои от основен осцилиращ модул и двустепенен усилвателен модул. Основният осцилиращ модул използва полупроводников лазерен диод (LD) с централна дължина на вълната 1064 nm, ширина на линията 3 nm и максимална непрекъсната изходна мощност 400 mW като източник на семена и го комбинира с оптична решетка на Браг (FBG) с отражателна способност 99% при 1063,94 nm и ширина на линията 3,5 nm, за да образува система за избор на дължина на вълната. Двустепенният усилвателен модул използва конструкция с обратна помпа, а YDDCF с диаметър на сърцевината 8 и 30 μm са конфигурирани съответно като усилваща среда. Съответните коефициенти на поглъщане на покритата помпа са съответно 1,0 и 2,1 dB/m при 915 nm.
Време на публикуване: 17 септември 2025 г.