Дизайн на оптичния път на поляризирано влакнолазер с тясна ширина на линията
1. Общ преглед
1018 nm поляризиран оптичен лазер с тясна ширина на линията. Работната дължина на вълната е 1018 nm, изходната мощност на лазера е 104 W, спектралните ширини от 3 dB и 20 dB са съответно ~21 GHz и ~72 GHz, коефициентът на поляризационна екстинкция е >17,5 dB, а качеството на лъча е високо (2 x M – 1,62 и 2 y M) Aлазерна системас ефективност на наклона от 79% (∼1,63).
2. Описание на оптичния път
Вполяризиран оптичен лазер с тясна ширина на линията, линейно поляризираният оптичен лазерен осцилатор е съставен от двойка поддържащи поляризацията влакнести решетки и 1,5-метрово 10/125 μm двойно облицовано итербиево поддържащо поляризацията влакно като усилваща среда. Коефициентът на поглъщане на това оптично влакно при 976 nm е 5 dB/m. Лазерният осцилатор се напомпва от 976 nm с дължина на вълната, синхронизирана с...полупроводников лазерс максимална мощност от 27 W чрез комбиниращ лъчи (1+1)×1 с поддържаща полярност. Решетката с високо отражение има отражателна способност над 99%, а честотната лента на отражение от 3 dB е приблизително 0,22 nm. Ниската отражателна способност на решетката е 40%, а честотната лента на отражение от 3 dB е приблизително 0,216 nm. Централните дължини на вълните на отражение и на двете решетки са 1018 nm. За да се балансира изходната мощност на лазерния резонатор и коефициентът на потискане на ASE, ниската отражателна способност на решетката е оптимизирана до 40%. Опашното влакно на решетката с високо отражение е свързано с усилващото влакно, докато опашното влакно на решетката с ниско отражение е завъртяно на 90° и е свързано с опашното влакно на облицовъчния филтър. По този начин, позицията на пика на дължината на вълната на отражение по бързата ос на решетката с високо отражение съвпада с тази на дължината на вълната на отражение по бавната ос на решетката с ниско отражение. По този начин само един поляризиран лазер може да осцилира в резонансната кухина. Останалата помпена светлина в обвивката на оптичното влакно се филтрира от самостоятелно изработен филтър за обвивка, вграден в резонансната кухина, а изходният пигтейл е скосен с 8°, за да се предотврати обратна връзка по челната повърхност и паразитни трептения.
3. Основни познания
Механизъм на генериране на линейно поляризирани влакнести лазери: Поради двойното пречупване на напрежението, крушовидното влакно, поддържащо поляризацията, има две ортогонални оси на поляризация, известни като бърза ос и бавна ос. Обикновено, тъй като коефициентът на пречупване на бавната ос е по-голям от този на бързата ос, решетката, написана върху влакното, поддържащо поляризацията, има две различни централни дължини на вълната. Резонансната кухина на линейно поляризиран влакнест лазер обикновено се състои от две решетки, поддържащи поляризацията. Дължините на вълните на решетката с ниско отражение и решетката с високо отражение на бързата и бавната ос съответстват съответно. Когато честотната лента на отражение на решетката, поддържаща поляризацията, е достатъчно тясна, спектрите на предаване в посоката на бързата и бавната ос могат да бъдат разделени и двете дължини на вълната могат да вибрират в резонансната кухина. Съгласно принципа на трептене с двойна дължина на вълната на решетката, поддържаща поляризацията, в експеримента може да се приложи метод на паралелно заваряване, за да се постигне това. По време на заваряването осите на поддържане на поляризацията на двете решетки са подравнени. По този начин двата пика на пропускане на решетката с високо отражение съответстват на тези на решетката с ниско отражение и по този начин може да се реализира лазерен изход с двойна дължина на вълната.
В реалните лазерни системи, поддържащи поляризацията, линейното отклонение е важен индикатор за оценка на изходните характеристики на линейно поляризирани лазери. Обикновено периодът на решетка с висок коефициент на отражение е по-голям от този на решетка с нисък коефициент на отражение. За да се постигне линейно поляризиран лазер с висока стойност на PER, е необходимо да вибрира само един поляризационен пик. Когато бързата ос на решетката с нисък коефициент на отражение е по протежение на бавната ос на решетката с висок коефициент на отражение, централната дължина на вълната в посоката на бързата ос на решетката с нисък коефициент на отражение съответства на тази в посоката на бавната ос на решетката с висок коефициент на отражение, докато пикът на пропускане в посоката на бавната ос на решетката с нисък коефициент на отражение не съответства на пика на пропускане в посоката на бързата ос на решетката с висок коефициент на отражение. По този начин може да се вибрира един пик на пропускане. По подобен начин, когато бавната ос на решетка с нисък коефициент на отражение е по протежение на бързата ос на решетка с висок коефициент на отражение, централната дължина на вълната на бавната ос на решетката с нисък коефициент на отражение съответства на тази на бързата ос на решетката с висок коефициент на отражение, докато пикът на пропускане на бързата ос на решетката с нисък коефициент на отражение не съответства на този на бавната ос на решетката с висок коефициент на отражение. По този начин може да се генерира и един пик на пропускане. И двата горни метода могат да постигнат линейно поляризиран лазерен изход. Съгласно принципа на трептене на линейно поляризиран лазер с една дължина на вълната на решетката, поддържаща поляризация, в експеримента може да се използва метод на ортогонално снаждане, за да се постигне това. Когато ъгълът на снаждане на осите за поддържане на поляризация на решетката с висок коефициент на отражение и решетката с нисък коефициент на отражение е 90°, пикът на пропускане в посоката на бавната ос на решетката с висок коефициент на отражение съответства на пика на пропускане в посоката на бързата ос на решетката с нисък коефициент на отражение и по този начин може да се реализира изходът на линейно поляризиран влакнест лазер с една дължина на вълната.
Време на публикуване: 12 септември 2025 г.