Dizajn optičkog puta polariziranog vlaknalaser uske širine linije
1. Pregled
1018 nm polarizirani vlaknasti laser uske širine linije. Radna valna dužina je 1018 nm, izlazna snaga lasera je 104 W, spektralne širine od 3 dB i 20 dB su ~21 GHz i ~72 GHz respektivno, omjer ekstinkcije polarizacije je >17,5 dB, a kvalitet snopa je visok (2 x M – 1,62 i 2 y M) Alaserski sistemsa efikasnošću nagiba od 79% (∼1,63).
2. Opis optičkog puta
Upolarizirani vlaknasti laser uske širine linijeLinearno polarizirani laserski oscilator s vlaknima sastoji se od para rešetki vlakana koje održavaju polarizaciju i 1,5 metara dugog, 10/125 μm dvostruko obloženog vlakna za održavanje polarizacije kao pojačavajućeg medija. Koeficijent apsorpcije ovog optičkog vlakna na 976 nm iznosi 5 dB/m. Laserski oscilator pumpa se laserom zaključanim na valnoj dužini od 976 nm.poluprovodnički lasersa maksimalnom snagom od 27 W putem (1+1)×1 kombinatora snopa koji održava polaritet. Visokorefleksijska rešetka ima reflektivnost preko 99%, a propusni opseg refleksije od 3 dB je približno 0,22 nm. Niskorefleksijska rešetka je 40%, a propusni opseg refleksije od 3 dB je približno 0,216 nm. Centralne refleksijske talasne dužine obje rešetke su na 1018 nm. Da bi se uravnotežila izlazna snaga laserskog rezonatora i odnos supresije ASE, niskorefleksijska rešetka je optimizovana na 40%. Repno vlakno visokorefleksijske rešetke je spojeno sa vlaknom za pojačanje, dok je repno vlakno niskorefleksijske rešetke rotirano za 90° i spojeno sa repnim vlaknom filtera obloge. Dakle, položaj vrha talasne dužine brze refleksije visokorefleksijske rešetke odgovara talasnoj dužini spore refleksije niskorefleksijske rešetke. Na ovaj način, samo jedan polarizovani laser može oscilovati u rezonantnoj šupljini. Preostala svjetlost pumpe u omotaču optičkog vlakna filtrira se pomoću ručno napravljenog filtera za omotač koji je spojen u rezonantnu šupljinu, a izlazni pigtail je zakošen za 8° kako bi se spriječila povratna sprega sa čeone strane i parazitske oscilacije.
3. Osnovno znanje
Mehanizam generiranja linearno polariziranih vlaknastih lasera: Zbog dvolomnosti napona, vlakno u obliku kruške koje održava polarizaciju ima dvije ortogonalne ose polarizacije, poznate kao brza osa i spora osa. Općenito, budući da je indeks prelamanja spore ose veći od indeksa prelamanja brze ose, rešetka napisana na vlaknu koje održava polarizaciju ima dvije različite centralne talasne dužine. Rezonantna šupljina linearno polariziranog vlaknastog lasera obično se sastoji od dvije rešetke koje održavaju polarizaciju. Talasne dužine rešetke sa niskim refleksijom i rešetke sa visokim refleksijom na brzoj i sporoj osi odgovaraju respektivno. Kada je širina pojasa refleksije rešetke koja održava polarizaciju dovoljno uzka, spektri prenosa u smjeru brze i spore ose mogu se razdvojiti i obje talasne dužine mogu vibrirati unutar rezonantne šupljine. Prema principu oscilacije dvostruke talasne dužine rešetke koja održava polarizaciju, u eksperimentu se može usvojiti metoda paralelnog zavarivanja da bi se to postiglo. Tokom zavarivanja, ose koje održavaju polarizaciju dvije rešetke su poravnate. Na ovaj način, dva vrha transmisije rešetke s visokom refleksijom odgovaraju vrhovima rešetke s niskom refleksijom, te se stoga može ostvariti laserski izlaz s dvostrukom valnom dužinom.
U stvarnim sistemima za održavanje polarizacije lasera, linearna asimetrija je važan pokazatelj za procjenu izlaznih karakteristika linearno polariziranih lasera. Generalno, period rešetke visoke refleksije je veći od perioda rešetke niske refleksije. Da bi se postigao linearno polarizirani laser s visokom PER vrijednošću, potrebno je da vibrira samo jedan polarizacijski vrh. Kada se brza osa rešetke niske refleksije nalazi duž spore ose rešetke visoke refleksije, centralna talasna dužina u smjeru brze ose rešetke niske refleksije odgovara onoj u smjeru spore ose rešetke visoke refleksije, dok transmisijski vrh u smjeru spore ose rešetke niske refleksije ne odgovara transmisijskom vrhu u smjeru brze osi rešetke visoke refleksije. Na taj način, jedan transmisijski vrh može vibrirati. Slično tome, kada je spora osa rešetke niske refleksije duž brze ose rešetke visoke refleksije, centralna talasna dužina spore ose rešetke niske refleksije odgovara talasnoj dužini brze ose rešetke visoke refleksije, dok se vrh transmisije brze ose rešetke niske refleksije ne podudara sa vrhom spore ose rešetke visoke refleksije. Na taj način, jedan vrh transmisije također može vibrirati. Obje gore navedene metode mogu postići linearno polarizovani laserski izlaz. Prema principu oscilacije linearno polarizovanog lasera jedne talasne dužine rešetke za održavanje polarizacije, u eksperimentu se može usvojiti metoda ortogonalnog spajanja da bi se to postiglo. Kada je ugao spajanja osa za održavanje polarizacije rešetke visoke refleksije i rešetke niske refleksije 90°, vrh transmisije u smjeru spore ose rešetke visoke refleksije odgovara vrhu transmisije u smjeru brze ose rešetke niske refleksije, te se na taj način može ostvariti izlaz linearno polarizovanog vlaknastog lasera jedne talasne dužine.
Vrijeme objave: 12. septembar 2025.