Optisch padontwerp van gepolariseerde vezelslaser met smalle lijnbreedte
1. Overzicht
1018 nm gepolariseerde fiberlaser met smalle lijnbreedte. De werkgolflengte is 1018 nm, het laseruitgangsvermogen is 104 W, de spectrale breedtes van 3 dB en 20 dB bedragen respectievelijk ~21 GHz en ~72 GHz, de polarisatie-extinctieverhouding is >17,5 dB en de straalkwaliteit is hoog (2 x M - 1,62 en 2 y M).lasersysteemmet een hellingsrendement van 79% (∼1,63).
2. Beschrijving van het optische pad
In eengepolariseerde vezellaser met smalle lijnbreedteDe lineair gepolariseerde fiberlaseroscillator bestaat uit een paar polarisatiebehoudende fiberroosters en een 1,5 meter lange 10/125 μm ytterbium-gedoteerde dubbel omhulde polarisatiebehoudende fiber als versterkingsmedium. De absorptiecoëfficiënt van deze optische fiber bij 976 nm is 5 dB/m. De laseroscillator wordt aangedreven door een golflengtevergrendelde 976 nm-sensor.halfgeleiderlasermet een maximaal vermogen van 27 W via een polariteitsbehoudende (1+1)×1 bundelcombiner. Het rooster met hoge reflectie heeft een reflectiviteit van meer dan 99% en de 3 dB reflectiebandbreedte is ongeveer 0,22 nm. De lage reflectiviteit van het rooster is 40% en de 3 dB reflectiebandbreedte is ongeveer 0,216 nm. De centrale reflectiegolflengten van beide roosters liggen op 1018 nm. Om het uitgangsvermogen van de laserresonator en de ASE-onderdrukkingsverhouding in evenwicht te brengen, werd de lage reflectiviteit van het rooster geoptimaliseerd tot 40%. De staartvezel van het rooster met hoge reflectie is gefuseerd met de versterkingsvezel, terwijl de staartvezel van het rooster met lage reflectie 90° is gedraaid en gefuseerd met de staartvezel van het claddingfilter. Aldus komt de piekpositie van de snelle-as reflectiegolflengte van het rooster met hoge reflectie overeen met die van de langzame-as reflectiegolflengte van het rooster met lage reflectie. Op deze manier kan slechts één gepolariseerde laser in de resonantieruimte oscilleren. Het resterende pomplicht in de optische vezelmantel wordt uitgefilterd door een zelfgemaakt mantelfilter dat in de resonantieruimte is verwerkt, en de uitgangspigtail is 8° afgeschuind om terugkoppeling aan de uiteinden en parasitaire oscillatie te voorkomen.
3. Achtergrondkennis
Het generatiemechanisme van lineair gepolariseerde fiberlasers: Door spanningsdubbelbreking heeft de peervormige polarisatiebehoudende fiber twee orthogonale polarisatie-assen, bekend als de snelle as en de langzame as. Omdat de brekingsindex van de langzame as groter is dan die van de snelle as, heeft het rooster op de polarisatiebehoudende fiber in het algemeen twee verschillende centrale golflengten. De resonantieruimte van een lineair gepolariseerde fiberlaser bestaat meestal uit twee polarisatiebehoudende roosters. De golflengten van het rooster met lage reflectie en het rooster met hoge reflectie op de snelle as en de langzame as komen respectievelijk overeen. Wanneer de reflectiebandbreedte van het polarisatiebehoudende rooster smal genoeg is, kunnen de transmissiespectra in de richtingen van de snelle as en de langzame as worden gescheiden en kunnen beide golflengten binnen de resonantieruimte trillen. Volgens het principe van de oscillatie met dubbele golflengte van het polarisatiebehoudende rooster kan in het experiment de parallelle lasmethode worden toegepast om dit te bereiken. Tijdens het lassen worden de polarisatiebehoudende assen van de twee roosters uitgelijnd. Op deze manier komen de twee transmissiepieken van het hoogreflecterende rooster overeen met die van het laagreflecterende rooster, waardoor laseruitvoer met dubbele golflengte kan worden gerealiseerd.
In echte laserpolarisatiebehoudende systemen is lineaire scheefheid een belangrijke indicator voor het evalueren van de outputkarakteristieken van lineair gepolariseerde lasers. Over het algemeen is de periode van een rooster met hoge reflectie groter dan die van een rooster met lage reflectie. Om een lineair gepolariseerde laser met een hoge PER-waarde te verkrijgen, hoeft slechts één polarisatiepiek te trillen. Wanneer de snelle as van het rooster met lage reflectie langs de langzame as van het rooster met hoge reflectie ligt, komt de centrale golflengte in de richting van de snelle as van het rooster met lage reflectie overeen met die in de richting van de langzame as van het rooster met hoge reflectie, terwijl de transmissiepiek in de richting van de langzame as van het rooster met lage reflectie niet overeenkomt met de transmissiepiek in de richting van de snelle as van het rooster met hoge reflectie. Op deze manier kan één transmissiepiek trillen. Evenzo, wanneer de langzame as van een rooster met lage reflectie langs de snelle as van een rooster met hoge reflectie loopt, komt de centrale golflengte van de langzame as van het rooster met lage reflectie overeen met die van de snelle as van het rooster met hoge reflectie, terwijl de transmissiepiek van de snelle as van het rooster met lage reflectie niet overeenkomt met die van de langzame as van het rooster met hoge reflectie. Op deze manier kan ook één transmissiepiek worden getrild. Beide bovenstaande methoden kunnen een lineair gepolariseerde laseruitvoer bereiken. Volgens het principe van lineair gepolariseerde laseroscillatie met één golflengte van het polarisatiebehoudende rooster kan in het experiment de orthogonale splicingmethode worden toegepast om dit te bereiken. Wanneer de verbindingshoek van de polarisatiebehoudende assen van het rooster met hoge reflectie en het rooster met lage reflectie 90° bedraagt, komt de transmissiepiek in de richting van de langzame as van het rooster met hoge reflectie overeen met de transmissiepiek in de richting van de snelle as van het rooster met lage reflectie, en kan zo de uitvoer van een lineair gepolariseerde vezellaser met één golflengte worden gerealiseerd.
Plaatsingstijd: 12-09-2025