Zasnova optične poti polariziranega vlaknalaser z ozko širino črte
1. Pregled
1018 nm polarizirani vlakenski laser z ozko širino črte. Delovna valovna dolžina je 1018 nm, izhodna moč laserja je 104 W, spektralni širini 3 dB in 20 dB sta ~21 GHz oziroma ~72 GHz, razmerje ekstinkcije polarizacije je >17,5 dB, kakovost žarka pa je visoka (2 x M – 1,62 in 2 y M) Alaserski sistemz izkoristkom naklona 79 % (∼1,63).
2. Opis optične poti
Vpolarizirani vlakenski laser z ozko širino črteLinearno polarizirani laserski oscilator z vlakni je sestavljen iz para vlaknenih rešetk, ki vzdržujejo polarizacijo, in 1,5 metra dolgega, z iterbijem dopiranega, dvojno prevlečenega vlakna, ki vzdržuje polarizacijo in ima dolžino 10/125 μm, kot ojačanje. Absorpcijski koeficient tega optičnega vlakna pri 976 nm je 5 dB/m. Laserski oscilator črpa laser z valovno dolžino 976 nm.polprevodniški laserz največjo močjo 27 W prek kombiniralnika žarkov (1+1)×1, ki ohranja polarnost. Visoko odbojna rešetka ima odbojnost več kot 99 %, pasovna širina odboja 3 dB pa je približno 0,22 nm. Nizka odbojnost rešetke je 40 %, pasovna širina odboja 3 dB pa je približno 0,216 nm. Osrednji valovni dolžini odboja obeh rešetk sta pri 1018 nm. Za uravnoteženje izhodne moči laserskega resonatorja in razmerja dušenja ASE je bila nizka odbojnost rešetke optimizirana na 40 %. Repno vlakno visoko odbojne rešetke je spojeno z ojačanim vlaknom, medtem ko je repno vlakno nizko odbojne rešetke zasukano za 90° in spojeno z repnim vlaknom filtra obloge. Tako se položaj vrha valovne dolžine hitre odbojne valovne dolžine visoko odbojne rešetke ujema z valovno dolžino počasne odbojne valovne dolžine nizko odbojne rešetke. Na ta način lahko v resonančni votlini niha samo en polariziran laser. Preostalo črpalno svetlobo v ovoju optičnega vlakna filtrira lastno izdelan filter za ovoj, ki je vgrajen v resonančno votlino, izhodni pigtail pa je poševen za 8°, da se prepreči povratna zanka na čelni ploskvi in parazitsko nihanje.
3. Osnovno znanje
Mehanizem generiranja linearno polariziranih vlakenskih laserjev: Zaradi dvolomnosti napetosti ima hruškasto vlakno, ki vzdržuje polarizacijo, dve ortogonalni polarizacijski osi, znani kot hitra os in počasna os. Na splošno velja, da ker je lomni količnik počasne osi večji od lomnega količnika hitre osi, ima rešetka, napisana na vlaknu, ki vzdržuje polarizacijo, dve različni osrednji valovni dolžini. Resonančna votlina linearno polariziranega vlakenskega laserja je običajno sestavljena iz dveh rešetk, ki vzdržujeta polarizacijo. Valovni dolžini nizko odbojne rešetke in visoko odbojne rešetke na hitri in počasni osi se ujemata. Ko je odbojna pasovna širina rešetke, ki vzdržuje polarizacijo, dovolj ozka, se lahko prenosni spektri v smeri hitre in počasne osi ločijo in obe valovni dolžini lahko vibrirata znotraj resonančne votline. V skladu z načelom nihanja z dvojno valovno dolžino rešetke, ki vzdržuje polarizacijo, se v poskusu lahko uporabi metoda vzporednega varjenja. Med varjenjem sta osi obeh rešetk, ki vzdržujeta polarizacijo, poravnani. Na ta način se dva prenosna vrha visoko odbojne rešetke ujemata s vrhovima nizko odbojne rešetke, s čimer je mogoče doseči laserski izhod z dvojno valovno dolžino.
V dejanskih sistemih za vzdrževanje polarizacije laserjev je linearna nagnjenost pomemben kazalnik za oceno izhodnih značilnosti linearno polariziranih laserjev. Na splošno je perioda visoko odbojne rešetke večja kot pri nizko odbojni rešetki. Za dosego linearno polariziranega laserja z visoko vrednostjo PER mora vibrirati le en polarizacijski vrh. Ko je hitra os nizko odbojne rešetke vzdolž počasne osi visoko odbojne rešetke, osrednja valovna dolžina v smeri hitre osi nizko odbojne rešetke ustreza valovni dolžini v smeri počasne osi visoko odbojne rešetke, medtem ko prenosni vrh v smeri počasne osi nizko odbojne rešetke ne ustreza prenosnemu vrhu v smeri hitre osi visoko odbojne rešetke. Na ta način lahko vibrira en prenosni vrh. Podobno, ko je počasna os nizkoodbojne rešetke vzdolž hitre osi visokoodbojne rešetke, osrednja valovna dolžina počasne osi nizkoodbojne rešetke ustreza valovni dolžini hitre osi visokoodbojne rešetke, medtem ko se vrh prenosa hitre osi nizkoodbojne rešetke ne ujema z vrhom počasne osi visokoodbojne rešetke. Na ta način se lahko vibrira tudi en vrh prenosa. Obe zgornji metodi lahko dosežeta linearno polariziran laserski izhod. V skladu z načelom oscilacije linearno polariziranega laserja z eno valovno dolžino rešetke, ki vzdržuje polarizacijo, se v poskusu lahko uporabi metoda ortogonalnega spajanja. Ko je kot spajanja osi za vzdrževanje polarizacije visokoodbojne in nizkoodbojne rešetke 90°, vrh prenosa v smeri počasne osi visokoodbojne rešetke ustreza vrhu prenosa v smeri hitre osi nizkoodbojne rešetke, s čimer se lahko doseže izhod linearno polariziranega vlaknenega laserja z eno valovno dolžino.
Čas objave: 12. september 2025