Hoogvermogen gepulseerde lasermet volledig vezel MOPA-structuur
De belangrijkste structurele typen fiberlasers zijn onder andere single-resonator-, beam-combinator- en master oscillating power amplifier (MOPA)-structuren. De MOPA-structuur is een van de huidige onderzoekshotspots geworden vanwege zijn vermogen om hoge prestaties te bereiken.gepulste laseruitgang met instelbare pulsbreedte en herhalingsfrequentie (aangeduid als pulsbreedte en herhalingsfrequentie).
Het werkprincipe van de MOPA-laser is als volgt: de hoofdoscillator (MO) is een hoogwaardige zaadbronhalfgeleiderlaserdie seed-signaallicht genereert met instelbare parameters door middel van directe pulsmodulatie. De hoofdbesturing van de Field Programmable Gate Array (FPGA) geeft pulsstroomsignalen af met instelbare parameters, die door het aandrijfcircuit worden aangestuurd om de seed-bron te bedienen en de initiële modulatie van het seed-licht te voltooien. Na ontvangst van de besturingsinstructies van het FPGA-hoofdbesturingsbord, start het aandrijfcircuit van de pompbron de pompbron om pomplicht te genereren. Nadat het seed-licht en het pomplicht door de bundelsplitter zijn gekoppeld, worden ze respectievelijk geïnjecteerd in de Yb3+-gedoteerde dubbel beklede optische vezel (YDDCF) in de tweetraps optische versterkingsmodule. Tijdens dit proces absorberen de Yb3+-ionen de energie van het pomplicht om een populatie-inversieverdeling te vormen. Vervolgens bereikt het seed-signaallicht, gebaseerd op de principes van lopende-golfversterking en gestimuleerde emissie, een hoge vermogensversterking in de tweetraps optische versterkingsmodule, wat uiteindelijk een hoog vermogen oplevertnanoseconde gepulste laserDoor de toename van het piekvermogen kan het versterkte pulssignaal pulsbreedtecompressie ondergaan vanwege het gain clamping-effect. In praktische toepassingen worden vaak meertrapsversterkingsstructuren gebruikt om het uitgangsvermogen en de versterkingsefficiëntie verder te verbeteren.
Het MOPA-lasercircuitsysteem bestaat uit een FPGA-hoofdbesturingskaart, een pompbron, een seedbron, een driverprintplaat, een versterker, enz. De FPGA-hoofdbesturingskaart stuurt de seedbron aan om ruwe seedlichtpulsen op MW-niveau met instelbare parameters uit te voeren door elektrische pulssignalen te genereren met instelbare golfvormen, pulsbreedtes (5 tot 200 ns) en herhalingsfrequenties (30 tot 900 kHz). Dit signaal wordt via de isolator ingevoerd in de tweetraps optische versterkingsmodule, bestaande uit de voorversterker en de hoofdversterker, en voert uiteindelijk een hoogenergetische kortepulslaser uit via de optische isolator met collimatiefunctie. De seedbron is uitgerust met een interne fotodetector om het uitgangsvermogen in realtime te bewaken en terug te sturen naar de FPGA-hoofdbesturingskaart. De hoofdbesturingskaart bestuurt de pompaandrijfcircuits 1 en 2 om de openings- en sluitingsoperaties van pompbronnen 1, 2 en 3 te realiseren. Wanneer defotodetectorAls de signaallichtuitvoer niet wordt gedetecteerd, schakelt het hoofdcontrolebord de pompbron uit om schade aan de YDDCF en optische apparaten te voorkomen als gevolg van het ontbreken van zaadlichtinvoer
Het MOPA laser optische padsysteem maakt gebruik van een volledig glasvezelstructuur en bestaat uit een hoofdoscillatiemodule en een tweetraps versterkingsmodule. De hoofdoscillatiemodule gebruikt een halfgeleiderlaserdiode (LD) met een centrale golflengte van 1064 nm, een lijnbreedte van 3 nm en een maximaal continu uitgangsvermogen van 400 mW als seedbron en combineert deze met een fiber Bragg-rooster (FBG) met een reflectiviteit van 99% bij 1063,94 nm en een lijnbreedte van 3,5 nm om een golflengteselectiesysteem te vormen. De tweetraps versterkingsmodule maakt gebruik van een reverse pump-ontwerp en YDDCF met kerndiameters van respectievelijk 8 en 30 μm zijn geconfigureerd als versterkingsmedia. De bijbehorende absorptiecoëfficiënten van de coatingpomp zijn respectievelijk 1,0 en 2,1 dB/m bij 915 nm.
Plaatsingstijd: 17-09-2025