Desain jalur optik laser lébar garis sempit serat terpolarisasi

Desain jalur optik serat terpolarisasilaser lébar garis sempit

1. Tinjauan

Laser lébar garis sempit serat terpolarisasi 1018 nm. Panjang gelombang kerja nyaéta 1018 nm, daya kaluaran laser nyaéta 104 W, lébar spéktral 3 dB sareng 20 dB masing-masing nyaéta ~21 GHz sareng ~72 GHz, babandingan panyalaan polarisasi nyaéta >17,5 dB, sareng kualitas sinarna luhur (2 x M – 1,62 sareng 2 y M) Asistem laserkalayan efisiensi lamping 79% (∼1,63).

2. Pedaran jalur optik

Dina hijilaser lébar garis sempit serat terpolarisasi, osilator laser serat terpolarisasi linier diwangun ku sapasang kisi-kisi serat anu ngajaga polarisasi sareng serat anu ngajaga polarisasi ganda anu didoping ytterbium 10/125 μm panjangna 1,5 méter salaku média gain. Koéfisién panyerepan serat optik ieu dina 976 nm nyaéta 5 dB/m. Osilator laser dipompa ku panjang gelombang 976 nm anu dikonci.laser semikonduktorkalayan kakuatan maksimum 27 W ngaliwatan combiner sinar (1+1)×1 anu ngajaga polaritas. Kisi pantulan anu luhur ngagaduhan pantulan langkung ti 99%, sareng bandwidth pantulan 3 dB sakitar 0,22 nm. Pantulan anu handap tina kisi nyaéta 40%, sareng bandwidth pantulan 3 dB sakitar 0,216 nm. Panjang gelombang pantulan pusat tina dua kisi aya dina 1018 nm. Pikeun ngimbangan kakuatan kaluaran resonator laser sareng rasio suprési ASE, pantulan anu handap tina kisi dioptimalkeun janten 40%. Serat buntut tina kisi pantulan anu luhur dihijikeun kana serat gain, sedengkeun serat buntut tina kisi pantulan anu handap diputer 90° sareng dihijikeun kana serat buntut tina filter cladding. Ku kituna, posisi puncak panjang gelombang pantulan sumbu gancang tina kisi pantulan anu luhur cocog sareng panjang gelombang pantulan sumbu laun tina kisi pantulan anu handap. Ku cara kieu, ngan hiji laser terpolarisasi anu tiasa osilasi dina rongga résonansi. Cahaya pompa anu sésana dina palapis serat optik disaring ku filter palapis anu didamel sorangan anu dihijikeun kana rongga résonansi, sareng pigtail kaluaran miring ku 8° pikeun nyegah eupan balik beungeut tungtung sareng osilasi parasit.

3. Pangaweruh latar tukang

Mékanisme generasi laser serat terpolarisasi linier: Kusabab birefringence setrés, serat anu ngajaga polarisasi bentuk buah pir ngagaduhan dua sumbu polarisasi ortogonal, anu katelah sumbu gancang sareng sumbu laun. Sacara umum, kumargi indéks bias sumbu laun langkung ageung tibatan sumbu gancang, kisi anu ditulis dina serat anu ngajaga polarisasi ngagaduhan dua panjang gelombang pusat anu béda. Rongga résonansi laser serat terpolarisasi linier biasana diwangun ku dua kisi anu ngajaga polarisasi. Panjang gelombang kisi pantulan rendah sareng kisi pantulan tinggi dina sumbu gancang sareng sumbu laun masing-masing cocog. Nalika bandwidth pantulan kisi anu ngajaga polarisasi cukup sempit, spéktrum transmisi dina arah sumbu gancang sareng sumbu laun tiasa dipisahkeun, sareng duanana panjang gelombang tiasa ngageter dina rongga résonansi. Numutkeun prinsip osilasi panjang gelombang ganda tina kisi anu ngajaga polarisasi, dina ékspérimén, metode las paralel tiasa diadopsi pikeun ngahontal éta. Salila pangelasan, sumbu anu ngajaga polarisasi tina dua kisi-kisi éta diluyukeun. Ku cara kieu, dua puncak transmisi tina kisi-kisi pantulan luhur pakait sareng puncak tina kisi-kisi pantulan handap, sahingga kaluaran laser panjang gelombang ganda tiasa diwujudkeun.

Dina sistem anu ngajaga polarisasi laser anu saleresna, miring linier mangrupikeun indikator penting pikeun meunteun karakteristik kaluaran laser anu terpolarisasi linier. Sacara umum, periode kisi-kisi réfléksibilitas luhur langkung ageung tibatan kisi-kisi réfléksibilitas handap. Pikeun ngahontal laser anu terpolarisasi linier kalayan nilai PER anu luhur, ngan hiji puncak polarisasi anu kedah ngageter. Nalika sumbu gancang tina kisi-kisi réfléksibilitas handap aya di sapanjang sumbu laun tina kisi-kisi réfléksibilitas luhur, panjang gelombang pusat dina arah sumbu gancang tina kisi-kisi réfléksibilitas handap pakait sareng anu dina arah sumbu laun tina kisi-kisi réfléksibilitas luhur, sedengkeun puncak transmisi dina arah sumbu laun tina kisi-kisi réfléksibilitas handap henteu pakait sareng puncak transmisi dina arah sumbu gancang tina kisi-kisi réfléksibilitas luhur. Ku cara kieu, hiji puncak transmisi tiasa digeterkeun. Sarua kitu, nalika sumbu laun tina kisi-kisi réfléksi rendah aya di sapanjang sumbu gancang tina kisi-kisi réfléksi tinggi, panjang gelombang pusat tina sumbu laun tina kisi-kisi réfléksi rendah pakait sareng sumbu gancang tina kisi-kisi réfléksi tinggi, sedengkeun puncak transmisi tina sumbu gancang tina kisi-kisi réfléksi rendah henteu pakait sareng sumbu laun tina kisi-kisi réfléksi tinggi. Ku cara kieu, hiji puncak transmisi ogé tiasa digeterkeun. Duanana tina dua metode di luhur tiasa ngahontal kaluaran laser terpolarisasi linier. Numutkeun prinsip osilasi laser terpolarisasi linier panjang gelombang tunggal tina kisi-kisi anu ngajaga polarisasi, dina ékspérimén, metode splicing ortogonal tiasa diadopsi pikeun ngahontal éta. Nalika Sudut panyambungan sumbu anu ngajaga polarisasi tina kisi pantulan anu luhur sareng kisi pantulan anu handap nyaéta 90°, puncak transmisi dina arah sumbu laun tina kisi pantulan anu luhur pakait sareng puncak transmisi dina arah sumbu gancang tina kisi pantulan anu handap, sahingga kaluaran laser serat terpolarisasi linier panjang gelombang tunggal tiasa direalisasikeun.