Ühemoodilise kiudlaseri põhistruktuur

Põhistruktuur aühemoodiline kiudlaser

Ühe režiimi silmapaistev jõudluskiudlasertuleneb nende täpsest sisemisest konstruktsioonist. Kõigi komponentide tõhus koostöö on stabiilse ja kvaliteetse laserväljundi saavutamise alus.

Näiteks kasutatakse legeeritud kiu laadimiseks suhteliselt kõrge elektrooptilise muundamise efektiivsusega 976 nm laserit ja seejärel suunatakse laetud legeeritud kiud hea kvaliteediga 1064 nm seemnevalgusega, et vabastada suurema energiaga 1064 nm laser. Mida suurem on vajalik 1064 nm laseri energia, seda suurem on pumbaallika võimsus ja kogus.

Põhikomponentide üksikasjalik selgitus

Pumbaallikas on energiaallikaslaser, tavaliselt apooljuhtlaserdiood, mille emissioonlainepikkus vastab võimenduskeskkonna neeldumispiigile (näiteks ütterbiumiga legeeritud kiud vastab lainepikkusele 915 nm või 976 nm). Ühemoodilise laseri puhul peab pumba valgusallikal olema ka kõrge ruumiline koherentsus. Seetõttu kasutatakse sageli ühemoodilisi kiudsidestatud laserdioode, et tagada pumba valguse efektiivne süstimine peenesse ühemoodilise kiu südamikku.

2. Võimenduskiud on laserkiire genereerimise põhikeskkond ja need on tavaliselt haruldaste muldmetallidega legeeritud kvartsklaaskiud. Levinud legeeritud ioonide hulka kuuluvad ütterbium (Yb³⁺), erbium (Er³⁺), tuulium (Tm³⁺) jne, mis vastavad erinevatele väljundlainepikkuste vahemikele (näiteks 1064 nm, 1550 nm, 2 μm jne). Võimenduskiu pikkus tuleb täpselt projekteerida, et tagada pumbavalguse täielik neeldumine, säilitades samal ajal opto-optilise muundamise efektiivsuse.

3. Resonantsõõnsuse kõige levinum teostusvorm on kiud-Braggi võrepaar. Võre moodustatakse optiliste kiudude ultraviolettlaseri interferentsiribadega kokkupuutel, mis põhjustab nende südamiku murdumisnäitaja püsiva perioodilise muutuse. Võre perioodi ja pikkuse juhtimise abil saab täpselt reguleerida selle peegelduse keskset lainepikkust ja ribalaiust. See täielikult kiudoptiline resonantsõõnsuse struktuur ei vaja diskreetseid komponente, näiteks optilisi läätsi, mis suurendab oluliselt süsteemi stabiilsust ja häiretevastast võimekust.

4. Kiire kollimeerimise väljundsüsteem asub tavaliselt väljundvõre taga. Selle ülesanne on muuta optilisest kiust kiirgav hajuv laser kollimeeritud paralleelseks valguseks või fokuseerida see edasi tööpinnale. See süsteem sisaldab tavaliselt isefokuseerivaid läätsesid või mikrominiatuurseid läätsegruppe ning sellel on täpne mehaaniline struktuur, et tagada joondamise täpsus. Kvaliteetne optiline disain aitab tõhusalt vähendada aberratsioone ja tagada, et väljundkiir säilitab suurepärase Gaussi jaotuse.