Поляризацияланған талшықты тар сызықты лазердің оптикалық жолының дизайны

Поляризацияланған талшықтың оптикалық жолының дизайнытар сызықты лазер

1. Шолу

1018 нм поляризацияланған талшықты тар сызықты лазер. Жұмыс толқынының ұзындығы 1018 нм, лазердің шығу қуаты 104 Вт, 3 дБ және 20 дБ спектрлік ені тиісінше ~21 ГГц және ~72 ГГц, поляризацияның өшуі >17,5 дБ, сәуленің сапасы жоғары (2 х М – 1,62 А) жәнелазерлік жүйекөлбеу тиімділігі 79% (~1,63).

2. Оптикалық жолдың сипаттамасы

аполяризацияланған талшықты тар сызықты лазер, сызықты поляризацияланған талшықты лазерлік осциллятор поляризацияны сақтайтын талшық торларының жұбынан және күшейту ортасы ретінде ұзындығы 1,5 метрлік 10/125 мкм итербий қосылған қос қапталған поляризацияны сақтайтын талшықтан тұрады. Бұл оптикалық талшықтың 976 нм жұту коэффициенті 5 дБ/м құрайды. Лазерлік осциллятор 976 нм толқын ұзындығымен құлыпталғанжартылай өткізгіш лазерполярлықты сақтайтын (1+1)×1 сәулелік біріктіргіш арқылы максималды қуаты 27 Вт. Жоғары шағылысатын тордың шағылыстыру қабілеті 99% астам, ал 3 дБ шағылысу өткізу қабілеттілігі шамамен 0,22 нм. Тордың төмен шағылыстыру қабілеті 40%, ал 3 дБ шағылысу өткізу қабілеті шамамен 0,216 нм. Екі тордың да орталық шағылысу толқын ұзындығы 1018 нм. Лазерлік резонатордың шығыс қуаты мен ASE басу коэффициентін теңестіру үшін тордың төмен шағылыстыру қабілеті 40% дейін оңтайландырылды. Жоғары шағылыстырғыш тордың құйрық талшығы күшейткіш талшықпен біріктіріледі, ал төмен шағылысатын тордың құйрық талшығы 90 ° бұрылып, қаптама сүзгісінің құйрық талшығымен біріктіріледі. Осылайша, жоғары шағылысу торының жылдам осьтік шағылысу толқын ұзындығының ең жоғары жағдайы төмен шағылысу торының баяу осьтік шағылу толқын ұзындығына сәйкес келеді. Осылайша резонанстық қуыста бір ғана поляризацияланған лазер тербеле алады. Оптикалық талшықты қаптамада қалған сорғы жарығы резонансты қуысқа балқытылған өздігінен жасалған қаптама сүзгісі арқылы сүзіледі және шеткі беттің кері байланысы мен паразиттік тербелістің алдын алу үшін шығыс пигтейл 8° қисайды.

3. Негізгі білім

Сызықтық поляризацияланған талшықты лазерлердің генерациялау механизмі: кернеудің қос сынуының арқасында алмұрт тәрізді поляризацияны сақтайтын талшықта жылдам ось және баяу ось деп аталатын екі ортогональды поляризация осі бар. Жалпы, баяу осьтің сыну көрсеткіші жылдам оське қарағанда үлкен болғандықтан, поляризацияны сақтайтын талшықта жазылған тордың екі түрлі орталық толқын ұзындығы бар. Сызықтық поляризацияланған талшықты лазердің резонанстық қуысы әдетте екі поляризацияны сақтайтын торлардан тұрады. Жылдам осьте және баяу осьте төмен шағылысатын тордың және жоғары шағылысатын тордың толқын ұзындығы сәйкес келеді. Поляризацияны сақтайтын тордың шағылыстыру жолағы жеткілікті тар болған кезде, жылдам осьте және баяу ось бағыттарында беру спектрлерін бөлуге болады және екі толқын ұзындығы да резонанстық қуыста дірілдей алады. Поляризацияны сақтайтын тордың қос толқын ұзындығының тербеліс принципіне сәйкес экспериментте оған жету үшін параллель дәнекерлеу әдісін қолдануға болады. Дәнекерлеу кезінде екі тордың поляризациясын сақтайтын осьтері тураланады. Осылайша, жоғары шағылысатын тордың екі беріліс шыңы төмен шағылысу торына сәйкес келеді, осылайша қос толқын ұзындығы лазердің шығуын жүзеге асыруға болады.

Нақты лазерлік поляризацияны сақтайтын жүйелерде сызықтық қисаю сызықтық поляризацияланған лазерлердің шығыс сипаттамаларын бағалаудың маңызды көрсеткіші болып табылады. Әдетте, шағылыстырғыштығы жоғары тордың периоды төмен шағылыстырғыш торға қарағанда көбірек. Жоғары PER мәні бар сызықты поляризацияланған лазерге қол жеткізу үшін тек бір поляризация шыңы дірілдеу керек. Төмен шағылыстырғыш тордың жылдам осі жоғары шағылыстырғыш тордың баяу осінің бойында болған кезде, төмен шағылысатын тордың жылдам осі бағытында орталық толқын ұзындығы жоғары шағылысатын тордың баяу осі бағытына сәйкес келеді, ал төмен шағылысатын тордың баяу осі бағытында беріліс шыңы жоғары шағылысу осі бағытына сәйкес келмейді. тор. Осылайша, бір беру шыңын дірілдетуге болады. Сол сияқты, шағылысуы төмен тордың баяу осі жоғары шағылыстырғыш тордың жылдам осінің бойында болған кезде, төмен шағылыстырғыш тордың баяу осінің орталық толқын ұзындығы жоғары шағылыстырушы тордың жылдам осіне сәйкес келеді, ал төмен шағылыстыру осінің жылдам осінің өткізгіштік шыңы жоғары шағылыстырғыш тордың жылдамдығына сәйкес келеді. тор. Осылайша, бір беру шыңы да дірілдей алады. Жоғарыда аталған екі әдістің екеуі де сызықты поляризацияланған лазер шығысына қол жеткізе алады. Поляризацияны сақтайтын тордың бір толқынды сызықты поляризацияланған лазерлік тербеліс принципіне сәйкес экспериментте оған жету үшін ортогональды сплайсинг әдісін қолдануға болады. Жоғары шағылысу торының және төмен шағылысу торының поляризацияны сақтайтын осьтерінің біріктіру бұрышы 90 ° болғанда, жоғары шағылысу торының баяу осі бағытында беріліс шыңы төмен шағылысу торының жылдам осі бағытында беріліс шыңына сәйкес келеді және осылайша бір толқын ұзындығы бар талшықты сызықтық полярлы түрде жүзеге асыруға болады.