Polariseeritud kiu optilise tee disainkitsa joone laiusega laser
1. Ülevaade
1018 nm lainepikkusega polariseeritud kitsajooneline kiudlaser. Töölainepikkus on 1018 nm, laseri väljundvõimsus on 104 W, spektraallaiused 3 dB ja 20 dB on vastavalt ~21 GHz ja ~72 GHz, polarisatsiooni ekstinktsioonisuhe on >17,5 dB ja kiire kvaliteet on kõrge (2 x M – 1,62 ja 2 y M). Alasersüsteemkalde efektiivsusega 79% (∼1,63).
2. Optilise tee kirjeldus
Ühespolariseeritud kiudlaser kitsa joonelaiusegaLineaarselt polariseeritud kiudlaserostsillaator koosneb polarisatsiooni säilitavate kiudvõrede paarist ja 1,5 meetri pikkusest 10/125 μm ütterbiumiga legeeritud kahekordselt kaetud polarisatsiooni säilitavast kiust kui võimenduskeskkonnast. Selle optilise kiu neeldumistegur lainepikkusel 976 nm on 5 dB/m. Laserostsillaatorit pumbatakse 976 nm lainepikkusega lukustatud kiirgusega.pooljuhtlasermaksimaalse võimsusega 27 W polaarsust säilitava (1+1)×1 kiirekombinaatori kaudu. Suure peegeldusega võre peegeldusvõime on üle 99% ja 3 dB peegeldusribalaius on ligikaudu 0,22 nm. Võre madal peegeldusvõime on 40% ja 3 dB peegeldusribalaius on ligikaudu 0,216 nm. Mõlema võre tsentraalsed peegelduslainepikkused on 1018 nm juures. Laserresonaatori väljundvõimsuse ja ASE summutussuhte tasakaalustamiseks optimeeriti võre madal peegeldusvõime 40%-ni. Suure peegeldusega võre sabakiud on ühendatud võimenduskiuga, samas kui madala peegeldusega võre sabakiud on pööratud 90° ja ühendatud kattefiltri sabakiuga. Seega vastab suure peegeldusega võre kiire telje peegelduslainepikkuse tipppositsioon madala peegeldusega võre aeglase telje peegelduslainepikkusele. Sel viisil saab resonantsõõnsuses võnkuda ainult üks polariseeritud laser. Optilise kiu kattekihis olev pumbavalgus filtreeritakse välja resonantsõõnsusse sulatatud isevalmistatud kattefiltri abil ja väljundjuhtme otsapinna tagasiside ja parasiitse võnkumise vältimiseks on see 8° nurga all.
3. Taustateadmised
Lineaarselt polariseeritud kiudlaserite genereerimismehhanism: Pinge kahekordse murdumise tõttu on pirnikujulisel polarisatsiooni säilitaval kiul kaks ortogonaalset polarisatsioonitelge, mida tuntakse kiire telje ja aeglase telje nime all. Üldiselt, kuna aeglase telje murdumisnäitaja on suurem kui kiire telje murdumisnäitaja, on polarisatsiooni säilitavale kiule kirjutatud võrel kaks erinevat keskset lainepikkust. Lineaarselt polariseeritud kiudlaseri resonantõõnsus koosneb tavaliselt kahest polarisatsiooni säilitavast võrest. Kiirel teljel ja aeglasel teljel asuvate madala peegeldusega võre ja kõrge peegeldusega võre lainepikkused vastavad vastavalt. Kui polarisatsiooni säilitava võre peegeldusribalaius on piisavalt kitsas, saab kiire ja aeglase telje suunalisi läbilaskvusspektreid eraldada ning mõlemad lainepikkused saavad resonantõõnsuses vibreerida. Polarisatsiooni säilitava võre kahe lainepikkusega võnkumisprintsiibi kohaselt saab selle saavutamiseks kasutada paralleelkeevituse meetodit. Keevitamise ajal on kahe võre polarisatsiooni säilitavad teljed joondatud. Sel viisil vastavad suure peegeldusega võre kaks läbilaskvuspiiki madala peegeldusega võre omadele ja seega saab realiseerida kahe lainepikkusega laserväljundi.
Tegelikes laserpolarisatsiooni säilitavates süsteemides on lineaarne asümmeetria oluline näitaja lineaarselt polariseeritud laserite väljundkarakteristikute hindamisel. Üldiselt on suure peegeldusega võre periood pikem kui väikese peegeldusega võrel. Lineaarselt polariseeritud laseri ja kõrge PER-väärtuse saavutamiseks peab vibreerima ainult üks polarisatsioonitipp. Kui väikese peegeldusega võre kiire telg on piki suure peegeldusega võre aeglast telge, vastab väikese peegeldusega võre kiire telje suuna keskmine lainepikkus suure peegeldusega võre aeglase telje suunalisele lainepikkusele, samas kui väikese peegeldusega võre aeglase telje suunaline läbilaskvustipp ei vasta suure peegeldusega võre kiire telje suunalisele läbilaskvustipule. Sel viisil saab ühte läbilaskvustippi vibreerida. Samamoodi, kui madala peegeldusega võre aeglane telg on piki kõrge peegeldusega võre kiiret telge, vastab madala peegeldusega võre aeglase telje keskmine lainepikkus kõrge peegeldusega võre kiire telje lainepikkusele, samas kui madala peegeldusega võre kiire telje läbilaskvuspiik ei vasta kõrge peegeldusega võre aeglase telje lainepikkusele. Sel viisil saab ka ühte läbilaskvuspiiki vibreerida. Mõlemad ülaltoodud meetodid võimaldavad saavutada lineaarselt polariseeritud laseri väljundi. Polarisatsiooni säilitava võre ühe lainepikkusega lineaarselt polariseeritud laseri võlvimise põhimõtte kohaselt saab katses selle saavutamiseks kasutada ortogonaalset liitmismeetodit. Kui kõrge peegeldusega võre ja madala peegeldusega võre polarisatsiooni säilitavate telgede liitmisnurk on 90°, vastab kõrge peegeldusega võre aeglase telje suuna läbilaskvuspiik madala peegeldusega võre kiire telje suuna läbilaskvuspiigile ja seega on võimalik realiseerida ühe lainepikkusega lineaarselt polariseeritud kiudlaseri väljund.
Postituse aeg: 12. september 2025