Жоғары қуатты импульсті лазертолық талшықты MOPA құрылымымен
Талшықты лазерлердің негізгі құрылымдық түрлеріне бір резонатор, сәулелік комбинация және негізгі тербелмелі қуат күшейткіші (MOPA) құрылымдары жатады. Олардың ішінде MOPA құрылымы жоғары өнімділікке қол жеткізу қабілетіне байланысты қазіргі кездегі зерттеудің ең маңызды нүктелерінің біріне айналды.импульсті лазерреттелетін импульс ені мен қайталану жиілігі бар шығыс (импульс ені және қайталану жиілігі деп аталады).
MOPA лазерінің жұмыс принципі келесідей: Негізгі осциллятор (MO) - жоғары өнімді тұқым көзі.жартылай өткізгіш лазертікелей импульстік модуляция арқылы реттелетін параметрлері бар тұқымдық сигнал шамын генерациялайды. Өріс бағдарламаланатын қақпа массивінің (FPGA) негізгі басқару элементі реттелетін параметрлері бар импульстік ток сигналдарын шығарады, олар тұқым көзін басқару және тұқымдық шамның бастапқы модуляциясын аяқтау үшін жетек тізбегімен басқарылады. FPGA негізгі басқару тақтасынан басқару нұсқауларын алғаннан кейін, сорғы көзінің жетек тізбегі сорғы шамын генерациялау үшін сорғы көзін іске қосады. Тұқымдық шам мен сорғы шамы сәуле бөлгішпен қосылғаннан кейін, олар тиісінше екі сатылы оптикалық күшейту модуліндегі Yb3+ қосылған қос қабатты оптикалық талшыққа (YDDCF) енгізіледі. Бұл процесс кезінде Yb3+ иондары сорғы шамының энергиясын сіңіріп, популяцияның инверсиялық таралуын қалыптастырады. Кейіннен, қозғалатын толқындарды күшейту және ынталандырылған сәулелену принциптеріне негізделген тұқымдық сигнал шамы екі сатылы оптикалық күшейту модулінде жоғары қуаттылыққа қол жеткізеді, сайып келгенде жоғары қуаттылық шығарады.наносекундтық импульсті лазерШың қуатының артуына байланысты күшейтілген импульстік сигнал күшейту қысқыш әсеріне байланысты импульс енінің қысылуына ұшырауы мүмкін. Практикалық қолдануда шығыс қуатын одан әрі арттыру және тиімділікті арттыру үшін көп сатылы күшейту құрылымдары жиі қолданылады.
MOPA лазерлік тізбек жүйесі FPGA негізгі басқару тақтасынан, сорғы көзінен, тұқым көзінен, драйвер тізбегінен, күшейткіштен және т.б. тұрады. FPGA негізгі басқару тақтасы тұқым көзін реттелетін толқын формалары, импульс ендері (5-тен 200 нс-ке дейін) және қайталау жиілігі (30-дан 900 кГц-ке дейін) бар импульстік электр сигналдарын генерациялау арқылы реттелетін параметрлері бар MW деңгейіндегі шикі тұқымдық жарық импульстарын шығаруға бағыттайды. Бұл сигнал оқшаулағыш арқылы алдын ала күшейткіш пен негізгі күшейткіштен тұратын екі сатылы оптикалық күшейту модуліне енгізіледі және соңында коллимация функциясы бар оптикалық оқшаулағыш арқылы жоғары энергиялы қысқа импульсті лазерді шығарады. Тұқым көзі шығыс қуатын нақты уақыт режимінде бақылау және оны FPGA негізгі басқару тақтасына қайтару үшін ішкі фотодетектормен жабдықталған. Негізгі басқару тақтасы 1, 2 және 3 сорғы көздерінің ашылуы мен жабылуы операцияларын орындау үшін 1 және 2 сорғы жетек тізбектерін басқарады. ҚашанфотодетекторСигнал шамының шығысын анықтай алмаса, негізгі басқару тақтасы тұқымдық жарық кірісінің болмауына байланысты YDDCF және оптикалық құрылғылардың зақымдалуын болдырмау үшін сорғы көзін өшіреді.
MOPA лазерлік оптикалық жол жүйесі толығымен талшықты құрылымды қабылдайды және негізгі тербеліс модулінен және екі сатылы күшейту модулінен тұрады. Негізгі тербеліс модулі бастапқы көзі ретінде орталық толқын ұзындығы 1064 нм, сызықтық ені 3 нм және ең жоғары үздіксіз шығыс қуаты 400 мВт болатын жартылай өткізгіш лазерлік диодты (LD) алады және оны толқын ұзындығын таңдау жүйесін құру үшін 99% @1063.94 нм шағылыстыру қабілеті және 3.5 нм сызықтық ені бар талшықты Брэгг торымен (FBG) біріктіреді. 2 сатылы күшейту модулі кері сорғының дизайнын қабылдайды, ал өзек диаметрі 8 және 30 мкм болатын YDDCF сәйкесінше күшейту ортасы ретінде конфигурацияланған. Тиісті жабын сорғысының сіңіру коэффициенттері сәйкесінше 1.0 және 2.1 дБ/м @915 нм құрайды.
Жарияланған уақыты: 17 қыркүйек 2025 ж.