Поляризацияланған талшықты тар сызықты лазердің оптикалық жолын жобалау

Поляризацияланған талшықтың оптикалық жолын жобалаутар сызықты енді лазер

1. Шолу

1018 нм поляризацияланған талшықты тар сызықты лазер. Жұмыс толқын ұзындығы 1018 нм, лазердің шығыс қуаты 104 Вт, 3 дБ және 20 дБ спектрлік ені сәйкесінше ~21 ГГц және ~72 ГГц, поляризацияның өшу коэффициенті >17,5 дБ және сәуле сапасы жоғары (2 x M – 1,62 және 2 у M) Aлазерлік жүйекөлбеу тиімділігі 79% (∼1,63).

2. Оптикалық жолдың сипаттамасы

А ішіндеполяризацияланған талшықты тар сызықты лазерСызықтық поляризацияланған талшықты лазерлік генератор поляризацияны сақтайтын талшықты торлар жұбынан және күшейту ортасы ретінде 1,5 метрлік 10/125 мкм иттербиймен легирленген қос қабатты поляризацияны сақтайтын талшықтан тұрады. Бұл оптикалық талшықтың 976 нм толқын ұзындығындағы жұтылу коэффициенті 5 дБ/м құрайды. Лазерлік генератор 976 нм толқын ұзындығымен бекітілгенжартылай өткізгіш лазерполярлықты сақтайтын (1+1)×1 сәулелік біріктіргіш арқылы максималды қуаты 27 Вт. Жоғары шағылысу торының шағылыстыру қабілеті 99%-дан асады, ал 3 дБ шағылысу өткізу жолағы шамамен 0,22 нм құрайды. Тордың төмен шағылыстыру қабілеті 40%, ал 3 дБ шағылысу өткізу жолағы шамамен 0,216 нм құрайды. Екі тордың да орталық шағылысу толқын ұзындығы 1018 нм құрайды. Лазерлік резонатордың шығыс қуаты мен ASE басу коэффициентін теңестіру үшін тордың төмен шағылыстыру қабілеті 40%-ға дейін оңтайландырылды. Жоғары шағылысу торының құйрық талшығы күшейту талшығына біріктіріледі, ал төмен шағылысу торының құйрық талшығы 90° бұрылып, қаптама сүзгісінің құйрық талшығына біріктіріледі. Осылайша, жоғары шағылысу торының жылдам осьті шағылысу толқын ұзындығының шыңы төмен шағылысу торының баяу осьті шағылысу толқын ұзындығына сәйкес келеді. Осылайша, резонанстық қуыста тек бір ғана поляризацияланған лазер тербеле алады. Оптикалық талшықты қаптамадағы қалған сорғы жарығы резонанстық қуысқа балқытылған өздігінен жасалған қаптама сүзгісімен сүзіледі, ал шығыс шығыңқы жағы кері байланыс пен паразиттік тербелісті болдырмау үшін 8°-қа қисайған.

3. Алдын ала білім

Сызықтық поляризацияланған талшықты лазерлердің генерация механизмі: Кернеу қос сынуына байланысты алмұрт тәрізді поляризацияны сақтайтын талшықтың жылдам ось және баяу ось деп аталатын екі ортогоналды поляризация осі бар. Әдетте, баяу осьтің сыну көрсеткіші жылдам осьтің сыну көрсеткішінен үлкен болғандықтан, поляризацияны сақтайтын талшыққа жазылған тордың екі түрлі орталық толқын ұзындығы бар. Сызықтық поляризацияланған талшықты лазердің резонанстық қуысы әдетте екі поляризацияны сақтайтын тордан тұрады. Жылдам ось пен баяу осьтегі төмен шағылысу торы мен жоғары шағылысу торының толқын ұзындықтары сәйкес келеді. Поляризацияны сақтайтын тордың шағылысу өткізу жолағы жеткілікті тар болған кезде, жылдам ось пен баяу ось бағытындағы беріліс спектрлерін бөлуге болады және екі толқын ұзындығы да резонанстық қуыс ішінде тербеле алады. Поляризацияны сақтайтын тордың қос толқын ұзындығының тербеліс принципіне сәйкес, экспериментте оған қол жеткізу үшін параллель дәнекерлеу әдісін қолдануға болады. Дәнекерлеу кезінде екі тордың поляризацияны сақтау осьтері тураланады. Осылайша, жоғары шағылыстыратын тордың екі өткізгіштік шыңы төмен шағылыстыратын тордың шыңдарына сәйкес келеді, осылайша қос толқынды лазерлік шығысқа қол жеткізуге болады.

Нақты лазерлік поляризацияны сақтау жүйелерінде сызықтық қиғаш сызықтық поляризацияланған лазерлердің шығыс сипаттамаларын бағалау үшін маңызды көрсеткіш болып табылады. Әдетте, жоғары шағылысу торының периоды төмен шағылысу торына қарағанда үлкен. Жоғары PER мәні бар сызықтық поляризацияланған лазерге қол жеткізу үшін тек бір поляризация шыңы дірілдеу керек. Төмен шағылысу торының жылдам осі жоғары шағылысу торының баяу осі бойымен болған кезде, төмен шағылысу торының жылдам осі бағыттағы орталық толқын ұзындығы жоғары шағылысу торының баяу осі бағыттағы толқын ұзындығына сәйкес келеді, ал төмен шағылысу торының баяу осі бағыттағы беріліс шыңы жоғары шағылысу торының жылдам осі бағыттағы беріліс шыңына сәйкес келмейді. Осылайша, бір беріліс шыңын дірілдеуге болады. Сол сияқты, төмен шағылысу торының баяу осі жоғары шағылысу торының жылдам осі бойымен орналасқанда, төмен шағылысу торының баяу осінің орталық толқын ұзындығы жоғары шағылысу торының жылдам осінің ұзындығына сәйкес келеді, ал төмен шағылысу торының жылдам осінің өткізгіштік шыңы жоғары шағылысу торының баяу осінің ұзындығына сәйкес келмейді. Осылайша, бір өткізгіштік шыңын да тербелтуге болады. Жоғарыда аталған екі әдістің екеуі де сызықтық поляризацияланған лазерлік шығысқа қол жеткізе алады. Поляризацияны сақтайтын тордың бір толқын ұзындығындағы сызықтық поляризацияланған лазерлік тербеліс принципіне сәйкес, экспериментте оған қол жеткізу үшін ортогоналды сплайсинг әдісін қолдануға болады. Жоғары шағылысу торы мен төмен шағылысу торының поляризацияны сақтау осьтерінің сплайсинг бұрышы 90° болғанда, жоғары шағылысу торының баяу ось бағытындағы өткізгіштік шыңы төмен шағылысу торының жылдам ось бағытындағы өткізгіштік шыңына сәйкес келеді, осылайша бір толқынды сызықты поляризацияланған талшықты лазердің шығысын жүзеге асыруға болады.