Високомоќен пулсен ласер со MOPA структура од сите влакна

Високомоќен пулсен ласерсо структура од сите влакна на MOPA

Главните структурни типови на фибер ласери вклучуваат структури со еден резонатор, комбинација од зрак и главни осцилирачки засилувачи на моќност (MOPA). Меѓу нив, структурата MOPA стана една од тековните истражувачки жаришта поради нејзината способност да постигне високи перформанси.пулсен ласеризлез со прилагодлива ширина на импулсот и фреквенција на повторување (наречена ширина на импулсот и фреквенција на повторување).

Принципот на работа на MOPA ласерот е како што следува: Главниот осцилатор (MO) е високо-перформансен извор на сеење.полупроводнички ласершто генерира сигнална светлина за почетна точка со прилагодливи параметри преку директна импулсна модулација. Главната контрола на низата на програмабилна порта (FPGA) дава импулсни струјни сигнали со прилагодливи параметри, кои се контролирани од погонското коло за да го управуваат изворот на почетна точка и да ја завршат почетната модулација на светлината за почетна точка. По добивањето на контролните инструкции од главната контролна плоча на FPGA, погонското коло на изворот на пумпата го стартува изворот на пумпата за да генерира светлина за пумпа. Откако светлината за почетна точка и светлината за пумпа ќе се спојат со разделувачот на зракот, тие соодветно се инјектираат во двојно обложеното оптичко влакно допирано со Yb3+ (YDDCF) во двостепениот оптички модул за засилување. За време на овој процес, јоните Yb3+ ја апсорбираат енергијата на светлината за пумпа за да формираат распределба на инверзија на популацијата. Последователно, врз основа на принципите на засилување на патувачкиот бран и стимулираната емисија, сигналната светлина за почетна точка постигнува големо зголемување на моќноста во двостепениот оптички модул за засилување, на крајот произведувајќи висока моќност.наносекунден пулсен ласерПоради зголемувањето на врвната моќност, засилениот импулсен сигнал може да доживее компресија на ширината на импулсот поради ефектот на стегање на засилувањето. Во практичните апликации, честопати се користат повеќестепени структури за засилување за дополнително подобрување на излезната моќност и зголемување на ефикасноста.

Системот на ласерски кола MOPA е составен од главна контролна табла на FPGA, извор на пумпа, извор на сеење, коло на драјвер, засилувач итн. Главната контролна табла на FPGA го движи изворот на сеење за да произведува импулси на сурова светлина на сеење на ниво на MW со прилагодливи параметри со генерирање на импулсни електрични сигнали со прилагодливи бранови форми, ширини на импулси (5 до 200ns) и стапки на повторување (30 до 900kHz). Овој сигнал се внесува преку изолаторот во двостепениот оптички модул за засилување составен од претпојачувачот и главниот засилувач, и конечно произведува ласер со кратки импулси со висока енергија преку оптичкиот изолатор со функција за колимација. Изворот на сеење е опремен со внатрешен фотодетектор за следење на излезната моќност во реално време и нејзино враќање до главната контролна табла на FPGA. Главната контролна табла ги контролира колата за погон на пумпата 1 и 2 за да се постигнат операциите на отворање и затворање на изворите на пумпата 1, 2 и 3. Когафотодетекторне го детектира излезот на сигналната светлина, главната контролна табла ќе го исклучи изворот на пумпата за да се спречи оштетување на YDDCF и оптичките уреди поради недостаток на влез на почетна светлина.

MOPA ласерскиот оптички систем за патеки користи структура целосно од влакна и се состои од главен осцилациски модул и двостепен модул за засилување. Главниот осцилациски модул зема полупроводничка ласерска диода (LD) со централна бранова должина од 1064nm, ширина на линија од 3nm и максимална континуирана излезна моќност од 400mW како почетен извор, и ја комбинира со фибер Брегова решетка (FBG) со рефлективност од 99% @ 1063.94nm и ширина на линија од 3.5nm за да формира систем за избор на бранова должина. Двостепениот модул за засилување користи дизајн со обратна пумпа, а YDDCF со дијаметар на јадрото од 8 и 30μm се соодветно конфигурирани како медиум за засилување. Соодветните коефициенти на апсорпција на пумпата за обложување се 1.0 и 2.1dB/m @ 915nm, соодветно.