Канструкцыя аптычнага шляху палярызаванага валаконнага лазера з вузкай шырынёй лініі

Канструкцыя аптычнага шляху палярызаванага валакналазер з вузкай шырынёй лініі

1. Агляд

1018 нм палярызаваны валаконны лазер з вузкай шырынёй лініі. Рабочая даўжыня хвалі складае 1018 нм, выхадная магутнасць лазера — 104 Вт, спектральная шырыня 3 дБ і 20 дБ складае ~21 ГГц і ~72 ГГц адпаведна, каэфіцыент палярызацыйнага згасання >17,5 дБ, а якасць прамяня высокая (2 x M – 1,62 і 2 y M).лазерная сістэмаз эфектыўнасцю нахілу 79% (∼1,63).

2. Апісанне аптычнага шляху

Упалярызаваны валаконны лазер з вузкай шырынёй лінііЛінейна палярызаваны валаконны лазерны генератар складаецца з пары валаконных рашотак, якія падтрымліваюць палярызацыю, і валакна даўжынёй 1,5 метра з падвойнай абалонкай, легаванага ітэрбіем, дыяметрам 10/125 мкм, якое падтрымлівае палярызацыю, у якасці ўзмацняльнага асяроддзя. Каэфіцыент паглынання гэтага аптычнага валакна пры 976 нм складае 5 дБ/м. Лазерны генератар накачваецца блакіроўкай даўжыні хвалі 976 нм.паўправадніковы лазерз максімальнай магутнасцю 27 Вт праз аб'ядноўвальнік прамянёў (1+1)×1 з захаваннем палярнасці. Высокаадбівальная рашотка мае адбівальную здольнасць больш за 99%, а паласа прапускання адлюстравання 3 дБ складае прыблізна 0,22 нм. Нізкаадбівальная здольнасць рашоткі складае 40%, а паласа прапускання адлюстравання 3 дБ — прыблізна 0,216 нм. Цэнтральныя даўжыні хваль адлюстравання абедзвюх рашотак складаюць 1018 нм. Каб збалансаваць выходную магутнасць лазернага рэзанатара і каэфіцыент падаўлення ASE, нізкаадбівальная здольнасць рашоткі была аптымізавана да 40%. Хваставое валакно высокаадбівальнай рашоткі злучана з валакном узмацнення, а хваставое валакно нізкаадбівальнай рашоткі павернута на 90° і злучана з хваставым валакном фільтра абалонкі. Такім чынам, становішча піка даўжыні хвалі адлюстравання хуткай восі высокаадбівальнай рашоткі супадае з становішчам даўжыні хвалі адлюстравання павольнай восі нізкаадбівальнай рашоткі. Такім чынам, у рэзанансным рэзанатары можа вагацца толькі адзін палярызаваны лазер. Астатняе святло накачкі ў абалонцы аптычнага валакна фільтруецца самаробным фільтрам абалонкі, убудаваным у рэзанансны рэзанатар, а выхадны пігтэйл скошаны на 8° для прадухілення зваротнай сувязі па тарцы і паразітных ваганняў.

3. Базавыя веды

Механізм генерацыі лінейна палярызаваных валаконных лазераў: з-за падвойнага праламлення напружання, грушападобнае валакно з падтрыманнем палярызацыі мае дзве артаганальныя восі палярызацыі, вядомыя як хуткая вось і павольная вось. Як правіла, паколькі паказчык праламлення павольнай восі большы за паказчык праламлення хуткай восі, рашотка, напісаная на валакне з падтрыманнем палярызацыі, мае дзве розныя цэнтральныя даўжыні хваль. Рэзанансны рэзанатар лінейна палярызаванага валаконнага лазера звычайна складаецца з двух рашотак з падтрыманнем палярызацыі. Даўжыні хваль рашоткі з нізкім адлюстраваннем і рашоткі з высокім адлюстраваннем на хуткай і павольнай восях адпавядаюць адпаведна. Калі паласа паласы адлюстравання рашоткі з падтрыманнем палярызацыі дастаткова вузкая, спектры прапускання ў напрамках хуткай і павольнай восі могуць быць падзеленыя, і абедзве даўжыні хваль могуць вібраваць у рэзанансным рэзанатары. Згодна з прынцыпам ваганняў з падвойнай даўжынёй хвалі рашоткі з падтрыманнем палярызацыі, у эксперыменце для дасягнення гэтага можна выкарыстоўваць метад паралельнай зваркі. Падчас зваркі восі падтрымання палярызацыі дзвюх рашотак выраўнаваны. Такім чынам, два пікі прапускання высокаадбівальнай рашоткі адпавядаюць пікам нізкаадбівальнай рашоткі, і, такім чынам, можна рэалізаваць лазерны выхад з падвойнай даўжынёй хвалі.

У рэальных сістэмах падтрымання палярызацыі лазера лінейная перакос з'яўляецца важным паказчыкам для ацэнкі выходных характарыстык лінейна палярызаваных лазераў. Як правіла, перыяд высокаадбівальнай рашоткі большы, чым перыяд нізкаадбівальнай рашоткі. Для атрымання лінейна палярызаванага лазера з высокім значэннем PER павінен вібраваць толькі адзін пік палярызацыі. Калі хуткая вось нізкаадбівальнай рашоткі знаходзіцца ўздоўж павольнай восі высокаадбівальнай рашоткі, цэнтральная даўжыня хвалі ў кірунку хуткай восі нізкаадбівальнай рашоткі адпавядае даўжыні хвалі ў кірунку павольнай восі высокаадбівальнай рашоткі, у той час як пік прапускання ў кірунку павольнай восі нізкаадбівальнай рашоткі не адпавядае піку прапускання ў кірунку хуткай восі высокаадбівальнай рашоткі. Такім чынам, можа вібраваць адзін пік прапускання. Аналагічна, калі павольная вось нізкаадбівальнай рашоткі знаходзіцца ўздоўж хуткай восі высокаадбівальнай рашоткі, цэнтральная даўжыня хвалі павольнай восі нізкаадбівальнай рашоткі адпавядае даўжыні хвалі хуткай восі высокаадбівальнай рашоткі, у той час як пік прапускання хуткай восі нізкаадбівальнай рашоткі не адпавядае піку прапускання павольнай восі высокаадбівальнай рашоткі. Такім чынам, адзін пік прапускання таксама можа вібраваць. Абодва вышэйзгаданыя метады дазваляюць дасягнуць лінейна палярызаванага лазернага выпраменьвання. Згодна з прынцыпам аднахвалевых лінейна палярызаваных лазерных ваганняў рашоткі з захаваннем палярызацыі, у эксперыменце для дасягнення гэтага можна выкарыстоўваць метад артаганальнага зрошчвання. Калі вугал зрошчвання восяў падтрымання палярызацыі высокаадбівальнай і нізкаадбівальнай рашоткі складае 90°, пік прапускання ў кірунку павольнай восі высокаадбівальнай рашоткі адпавядае піку прапускання ў кірунку хуткай восі нізкаадбівальнай рашоткі, і такім чынам можна рэалізаваць выхад лінейна палярызаванага валаконнага лазера з аднахвалевай даўжынёй хвалі.