Магутны імпульсны лазерз цалкам валакністай структурай MOPA
Асноўнымі структурнымі тыпамі валаконных лазераў з'яўляюцца структуры з адным рэзанатарам, камбінаваныя прамяні і галоўныя вагальныя ўзмацняльнікі магутнасці (MOPA). Сярод іх структура MOPA стала адной з актуальных напрамкаў даследаванняў дзякуючы сваёй здольнасці дасягаць высокай прадукцыйнасці.імпульсны лазервыхад з рэгуляванай шырынёй імпульсаў і частатой паўтарэння (званай шырынёй імпульсаў і частатой паўтарэння).
Прынцып працы лазера MOPA наступны: галоўны генератар (MO) — гэта высокапрадукцыйная крыніца пачатковага выпраменьвання.паўправадніковы лазерякі генеруе пачатковае сігнальнае святло з рэгуляванымі параметрамі праз прамую імпульсную мадуляцыю. Асноўнае кіраванне праграмуемай вентыльнай матрыцай (FPGA) выдае імпульсныя сігналы току з рэгуляванымі параметрамі, якія кіруюцца схемай кіравання для кіравання пачатковай крыніцай і завяршэння пачатковай мадуляцыі пачатковага святла. Пасля атрымання інструкцый кіравання ад галоўнай платы кіравання FPGA схема кіравання крыніцай накачкі запускае крыніцу накачкі для генерацыі святла накачкі. Пасля таго, як пачатковае святло і святло накачкі злучаюцца дзельнікам прамяня, яны адпаведна ўводзяць у двухпластыкавае аптычнае валакно (YDDCF), легаванае Yb3+, у двухступеньчатым модулі аптычнага ўзмацнення. Падчас гэтага працэсу іоны Yb3+ паглынаюць энергію святла накачкі, фарміруючы размеркаванне інверсіі населенасці. Пасля гэтага, зыходзячы з прынцыпаў узмацнення бегучай хвалі і вымушанага выпраменьвання, пачатковае сігнальнае святло дасягае высокага ўзмацнення магутнасці ў двухступеньчатым модулі аптычнага ўзмацнення, у канчатковым выніку выводзячы магутны сігнал.нанасекундны імпульсны лазерЗ-за павелічэння пікавай магутнасці ўзмоцнены імпульсны сігнал можа адчуваць сціск шырыні імпульсу з-за эфекту абмежавання каэфіцыента ўзмацнення. У практычных ужываннях для далейшага павышэння выходнай магутнасці і эфектыўнасці ўзмацнення часта выкарыстоўваюцца шматступенныя структуры ўзмацнення.
Лазерная сістэма MOPA складаецца з галоўнай платы кіравання FPGA, крыніцы накачкі, пачатковай крыніцы, платы драйвера, узмацняльніка і г.д. Галоўная плата кіравання FPGA кіруе пачатковай крыніцай для вываду імпульсаў неапрацаванага пачатковага святла ўзроўню СВЧ з рэгуляванымі параметрамі, генеруючы імпульсныя электрычныя сігналы з рэгуляванымі формамі хвалі, працягласцю імпульсаў (ад 5 да 200 нс) і частатой паўтарэння (ад 30 да 900 кГц). Гэты сігнал паступае праз ізалятар на двухступеньчаты аптычны модуль узмацнення, які складаецца з папярэдняга ўзмацняльніка і галоўнага ўзмацняльніка, і, нарэшце, выводзіць высокаэнергетычны кароткі лазер праз аптычны ізалятар з функцыяй калімацыі. Пачатковая крыніца абсталявана ўнутраным фотадэтэктарам для кантролю выходнай магутнасці ў рэжыме рэальнага часу і падачы яе назад на галоўную плату кіравання FPGA. Галоўная плата кіравання кіруе схемамі прывада помпы 1 і 2 для дасягнення аперацый адкрыцця і закрыцця крыніц помпы 1, 2 і 3. Калі...фотадэтэктарне выяўляе выхадны сігнальны індыкатар, галоўная плата кіравання адключыць крыніцу помпы, каб прадухіліць пашкоджанне YDDCF і аптычных прылад з-за адсутнасці ўваходнага сігналу пачатковага індыкатара.
Лазерная аптычная сістэма MOPA мае цалкам валаконную структуру і складаецца з асноўнага модуля ваганняў і двухступеньчатага модуля ўзмацнення. Асноўны модуль ваганняў выкарыстоўвае ў якасці крыніцы пачатковага сігналу паўправадніковы лазерны дыёд (LD) з цэнтральнай даўжынёй хвалі 1064 нм, шырынёй лініі 3 нм і максімальнай бесперапыннай выходнай магутнасцю 400 мВт і спалучае яго з валаконнай брэгаўскай рашоткай (FBG) з адбівальнай здольнасцю 99% пры 1063,94 нм і шырынёй лініі 3,5 нм для фарміравання сістэмы выбару даўжыні хвалі. Двухступеньчаты модуль узмацнення выкарыстоўвае канструкцыю з зваротнай накачкай, і YDDCF з дыяметрам асяродку 8 і 30 мкм адпаведна настроены ў якасці ўзмацняльнага асяроддзя. Адпаведныя каэфіцыенты паглынання пакрыцця накачкай складаюць 1,0 і 2,1 дБ/м пры 915 нм адпаведна.
Час публікацыі: 17 верасня 2025 г.