Dizajn optičkog puta polariziranog vlaknalaser uske širine linije
1. Pregled
1018 nm polarizirani vlaknasti laser uske širine linije. Radna valna duljina je 1018 nm, izlazna snaga lasera je 104 W, spektralne širine od 3 dB i 20 dB su ~21 GHz odnosno ~72 GHz, omjer ekstinkcije polarizacije je >17,5 dB, a kvaliteta snopa je visoka (2 x M – 1,62 i 2 y M) Alaserski sustavs učinkovitošću nagiba od 79% (∼1,63).
2. Opis optičkog puta
Upolarizirani vlaknasti laser uske širine linije, linearno polarizirani oscilator vlaknastog lasera sastoji se od para rešetki vlakana koje održavaju polarizaciju i 1,5 metara dugog vlakna duljine 10/125 μm s dvostrukim omotačem 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 valnu duljinu od 976 nm.poluvodički lasers maksimalnom snagom od 27 W putem (1+1)×1 kombinatora snopa koji održava polaritet. Visokorefleksijska rešetka ima reflektivnost preko 99%, a propusnost refleksije od 3 dB je približno 0,22 nm. Niska reflektivnost rešetke je 40%, a propusnost refleksije od 3 dB je približno 0,216 nm. Središnje valne duljine refleksije obje rešetke su na 1018 nm. Kako bi se uravnotežila izlazna snaga laserskog rezonatora i omjer supresije ASE, niska reflektivnost rešetke je optimizirana na 40%. Repno vlakno visokorefleksijske rešetke je spojeno s vlaknom za pojačanje, dok je repno vlakno niskorefleksijske rešetke zakrenuto za 90° i spojeno s repnim vlaknom filtera obloge. Dakle, položaj vrha valne duljine refleksije brze osi visokorefleksijske rešetke odgovara valnoj duljini refleksije spore osi niskorefleksijske rešetke. Na taj način, samo jedan polarizirani laser može oscilirati u rezonantnoj šupljini. Preostala svjetlost pumpe u omotaču optičkog vlakna filtrira se pomoću vlastito izrađenog filtera za omotač spojenog u rezonantnu šupljinu, a izlazni pigtail je zakošen za 8° kako bi se spriječila povratna sprega s čeone strane i parazitske oscilacije.
3. Osnovno znanje
Mehanizam generiranja linearno polariziranih vlaknastih lasera: Zbog dvoloma naprezanja, vlakno u obliku kruške koje održava polarizaciju ima dvije ortogonalne osi polarizacije, poznate kao brza os i spora os. Općenito, budući da je indeks loma spore osi veći od indeksa loma brze osi, rešetka napisana na vlaknu koje održava polarizaciju ima dvije različite središnje valne duljine. Rezonantna šupljina linearno polariziranog vlaknastog lasera obično se sastoji od dvije rešetke koje održavaju polarizaciju. Valne duljine rešetke s niskom refleksijom i rešetke s visokom refleksijom na brzoj i sporoj osi odgovaraju jedna drugoj. Kada je širina pojasa refleksije rešetke koja održava polarizaciju dovoljno uska, spektri prijenosa u smjeru brze i spore osi mogu se odvojiti i obje valne duljine mogu vibrirati unutar rezonantne šupljine. Prema principu oscilacije dvostruke valne duljine rešetke koja održava polarizaciju, u eksperimentu se može primijeniti metoda paralelnog zavarivanja kako bi se to postiglo. Tijekom zavarivanja, osi dviju rešetki koje održavaju polarizaciju su poravnate. Na taj način, dva vrha prijenosa rešetke s visokom refleksijom odgovaraju onima rešetke s niskom refleksijom, te se stoga može ostvariti laserski izlaz s dvostrukom valnom duljinom.
U stvarnim laserskim sustavima koji održavaju polarizaciju, linearno naginjanje je važan pokazatelj za procjenu izlaznih karakteristika linearno polariziranih lasera. Općenito, period rešetke s visokom refleksijom je veći od perioda rešetke s niskom refleksijom. Da bi se postigao linearno polarizirani laser s visokom PER vrijednošću, potrebno je da vibrira samo jedan polarizacijski vrh. Kada se brza os rešetke s niskom refleksijom nalazi duž spore osi rešetke s visokom refleksijom, središnja valna duljina u smjeru brze osi rešetke s niskom refleksijom odgovara onoj u smjeru spore osi rešetke s visokom refleksijom, dok vrh prijenosa u smjeru spore osi rešetke s niskom refleksijom ne odgovara vrhu prijenosa u smjeru brze osi rešetke s visokom refleksijom. Na taj način može vibrirati jedan vrh prijenosa. Slično tome, kada je spora os rešetke s niskim refleksijom duž brze osi rešetke s visokim refleksijom, središnja valna duljina spore osi rešetke s niskim refleksijom odgovara onoj brze osi rešetke s visokim refleksijom, dok vrh prijenosa brze osi rešetke s niskim refleksijom ne odgovara vrhu spore osi rešetke s visokim refleksijom. Na taj način, jedan vrh prijenosa također može vibrirati. Obje gore navedene metode mogu postići linearno polarizirani laserski izlaz. Prema principu oscilacije linearno polariziranog lasera jedne valne duljine rešetke s održavanjem polarizacije, u eksperimentu se može primijeniti metoda ortogonalnog spajanja. Kada je kut spajanja osi s održavanjem polarizacije rešetke s visokim refleksijom i rešetke s niskim refleksijom 90°, vrh prijenosa u smjeru spore osi rešetke s visokim refleksijom odgovara vrhu prijenosa u smjeru brze osi rešetke s niskim refleksijom, te se tako može ostvariti izlaz linearno polariziranog vlaknastog lasera jedne valne duljine.
Vrijeme objave: 12. rujna 2025.