Дизајн на оптички патеки на поларизиран влакнест ласер со тесна ширина на линијата

Дизајн на оптички патеки на поларизирани влакналасер со тесна ширина на линијата

1. Преглед

1018 nm поларизиран фибер ласер со тесна ширина на линијата. Работната бранова должина е 1018 nm, излезната моќност на ласерот е 104 W, спектралните ширини од 3 dB и 20 dB се ~21 GHz и ~72 GHz соодветно, односот на поларизација е >17,5 dB, а квалитетот на зракот е висок (2 x M – 1,62 и 2 y M) Aласерски системсо ефикасност на наклон од 79% (∼1,63).

2. Опис на оптичката патека

Вополаризиран фибер ласер со тесна ширина на линијата, линеарно поларизираниот фибер ласерски осцилатор е составен од пар решетки од влакна што одржуваат поларизација и влакно за одржување на поларизација со двојно обложување, долго 1,5 метри, допирано со итербиум и 10/125 μm, како медиум за засилување. Коефициентот на апсорпција на ова оптичко влакно на 976 nm е 5 dB/m. Ласерскиот осцилатор е пумпан од решетка со бранова должина од 976 nm.полупроводнички ласерсо максимална моќност од 27 W преку комбинирач на зраци (1+1)×1 што одржува поларитет. Решетката со висока рефлексија има рефлективност од над 99%, а пропусниот опсег на рефлексија од 3 dB е приближно 0,22 nm. Ниската рефлексивност на решетката е 40%, а пропусниот опсег на рефлексија од 3 dB е приближно 0,216 nm. Централните рефлективни бранови должини на обете решетки се на 1018 nm. За да се балансира излезната моќност на ласерскиот резонатор и односот на потиснување на ASE, ниската рефлексивност на решетката е оптимизирана на 40%. Опашното влакно на решетката со висока рефлексија е споено со влакното за засилување, додека опашното влакно на решетката со ниска рефлексија е ротирано за 90° и споено со опашното влакно на филтерот за обложување. Така, позицијата на врвот на брановата должина на рефлексија со брза оска на решетката со висока рефлексија се совпаѓа со онаа на брановата должина на рефлексија со бавна оска на решетката со ниска рефлексија. На овој начин, само еден поларизиран ласер може да осцилира во резонантната празнина. Преостанатата светлина на пумпата во обвивката на оптичките влакна се филтрира со самонаправен филтер за обвивка споен во резонантната празнина, а излезната плетенка е закосена за 8° за да се спречи повратна информација од крајната површина и паразитски осцилации.

3. Основни познавања

Механизам за генерирање на линеарно поларизирани фибер ласери: Поради двојно прекршување на стресот, влакното во облик на круша за одржување на поларизацијата има две ортогонални оски на поларизација, познати како брза оска и бавна оска. Општо земено, бидејќи индексот на прекршување на бавната оска е поголем од оној на брзата оска, решетката напишана на влакното за одржување на поларизацијата има две различни централни бранови должини. Резонантната празнина на линеарно поларизираниот фибер ласер обично е составена од две решетки за одржување на поларизацијата. Брановите должини на решетката со ниска рефлексија и решетката со висока рефлексија на брзата оска и бавната оска соодветно одговараат. Кога пропусниот опсег на рефлексија на решетката за одржување на поларизацијата е доволно тесен, спектрите на пренос во насоките на брзата оска и бавната оска можат да се одвојат, и обете бранови должини можат да вибрираат во резонантната празнина. Според принципот на осцилација со двојна бранова должина на решетката за одржување на поларизацијата, во експериментот, може да се усвои методот на паралелно заварување за да се постигне тоа. За време на заварувањето, оските за одржување на поларизацијата на двете решетки се порамнети. На овој начин, двата врва на пренос на решетката со висока рефлексија одговараат на оние на решетката со ниска рефлексија, и на тој начин може да се реализира ласерски излез со двојна бранова должина.

Во реалните системи за одржување на ласерската поларизација, линеарното искривување е важен индикатор за оценување на излезните карактеристики на линеарно поларизираните ласери. Општо земено, периодот на решетка со висока рефлексија е поголем од оној на решетка со ниска рефлексија. За да се постигне линеарно поларизиран ласер со висока PER вредност, само еден врв на поларизација треба да вибрира. Кога брзата оска на решетката со ниска рефлексија е по должината на бавната оска на решетката со висока рефлексија, централната бранова должина во насоката на брзата оска на решетката со ниска рефлексија одговара на онаа во насоката на бавната оска на решетката со висока рефлексија, додека врвот на пренос во насоката на бавната оска на решетката со ниска рефлексија не одговара на врвот на пренос во насоката на брзата оска на решетката со висока рефлексија. На овој начин, еден врв на пренос може да вибрира. Слично, кога бавната оска на решетката со ниска рефлексија е долж брзата оска на решетката со висока рефлексија, централната бранова должина на бавната оска на решетката со ниска рефлексија одговара на онаа на брзата оска на решетката со висока рефлексија, додека врвот на пренос на брзата оска на решетката со ниска рефлексија не одговара на оној на бавната оска на решетката со висока рефлексија. На овој начин, еден врв на пренос може да вибрира. И двата горенаведени методи можат да постигнат линеарно поларизиран ласерски излез. Според принципот на линеарно поларизирана ласерска осцилација со една бранова должина на решетката за одржување на поларизацијата, во експериментот, може да се усвои методот на ортогонално спојување за да се постигне тоа. Кога аголот на спојување на оските што одржуваат поларизација на решетката со висока рефлексија и решетката со ниска рефлексија е 90°, врвот на пренос во насока на бавната оска на решетката со висока рефлексија одговара на врвот на пренос во насока на брзата оска на решетката со ниска рефлексија, и на тој начин може да се реализира излезот на линеарно поларизиран фибер ласер со една бранова должина.