Visokosnažni pulsni laser sa MOPA strukturom koja se sastoji isključivo od vlakana

Pulsni laser velike snagesa MOPA strukturom od svih vlakana

Glavne strukturne vrste vlaknastih lasera uključuju strukture s jednim rezonatorom, kombinacijom snopa i glavnim oscilirajućim pojačalom snage (MOPA). Među njima, MOPA struktura je postala jedno od trenutnih istraživačkih žarišta zbog svoje sposobnosti postizanja visokih performansi.pulsirajući laserizlaz s podesivom širinom impulsa i frekvencijom ponavljanja (naziva se širina impulsa i frekvencija ponavljanja).

Princip rada MOPA lasera je sljedeći: Glavni oscilator (MO) je visokoperformansni izvor semena.poluprovodnički laserkoji generira početni signal svjetlosti s podesivim parametrima putem direktne impulsne modulacije. Glavna kontrola programabilnog polja vrata (FPGA) daje izlazne signale impulsne struje s podesivim parametrima, koje kontrolira pogonsko kolo za upravljanje početnim izvorom i dovršavanje početne modulacije početnog svjetla. Nakon prijema kontrolnih instrukcija s glavne FPGA kontrolne ploče, pogonsko kolo pumpnog izvora pokreće pumpni izvor kako bi generirao svjetlo pumpe. Nakon što su početno svjetlo i svjetlo pumpe spojeni razdjelnikom snopa, oni se redom ubrizgavaju u dvostruko obloženo optičko vlakno (YDDCF) dopirano Yb3+ u dvostepenom optičkom modulu pojačanja. Tokom ovog procesa, Yb3+ ioni apsorbiraju energiju svjetla pumpe kako bi formirali inverznu raspodjelu naseljenosti. Nakon toga, na osnovu principa pojačanja putujućeg vala i stimulirane emisije, početno svjetlo postiže veliko pojačanje snage u dvostepenom optičkom modulu pojačanja, što na kraju daje izlaz velike snage.nanosekundni pulsni laserZbog povećanja vršne snage, pojačani impulsni signal može doživjeti kompresiju širine impulsa usljed efekta stezanja pojačanja. U praktičnim primjenama, često se usvajaju višestepene strukture pojačanja kako bi se dodatno poboljšala izlazna snaga i efikasnost pojačanja.

MOPA laserski sistem sastoji se od glavne FPGA kontrolne ploče, izvora pumpe, izvora sjemena, upravljačke ploče, pojačala itd. Glavna FPGA kontrolna ploča pokreće izvor sjemena kako bi proizveo sirove svjetlosne impulse sjemena MW nivoa s podesivim parametrima generirajući pulsne električne signale s podesivim valnim oblicima, širinama impulsa (5 do 200 ns) i brzinama ponavljanja (30 do 900 kHz). Ovaj signal se uvodi kroz izolator u dvostepeni optički modul pojačanja koji se sastoji od pretpojačala i glavnog pojačala, te konačno proizvodi visokoenergetski kratkopulsni laser kroz optički izolator s funkcijom kolimacije. Izvor sjemena je opremljen internim fotodetektorom za praćenje izlazne snage u realnom vremenu i vraćanje nazad na FPGA glavnu kontrolnu ploču. Glavna kontrolna ploča kontrolira pogonske krugove pumpe 1 i 2 kako bi se postigle operacije otvaranja i zatvaranja izvora pumpe 1, 2 i 3. Kada...fotodetektorAko ne uspije detektovati izlaz signalne lampice, glavna kontrolna ploča će isključiti izvor pumpe kako bi spriječila oštećenje YDDCF-a i optičkih uređaja zbog nedostatka ulaza sjemenske lampice.

MOPA laserski optički sistem usvaja strukturu koja se sastoji isključivo od vlakana i sastoji se od glavnog oscilacijskog modula i dvostepenog modula za pojačanje. Glavni oscilacijski modul koristi poluprovodničku lasersku diodu (LD) sa centralnom talasnom dužinom od 1064 nm, širinom linije od 3 nm i maksimalnom kontinuiranom izlaznom snagom od 400 mW kao izvor sjemena, i kombinuje je sa vlaknastom Braggovom rešetkom (FBG) sa reflektivnošću od 99% na 1063,94 nm i širinom linije od 3,5 nm kako bi se formirao sistem za odabir talasne dužine. Dvostepeni modul za pojačanje usvaja dizajn obrnute pumpe, a YDDCF sa prečnikom jezgra od 8 i 30 μm su konfigurisani kao pojačavajući medij. Odgovarajući koeficijenti apsorpcije pumpe za premazivanje su 1,0 i 2,1 dB/m na 915 nm, respektivno.