Optisch padontwerp van rechthoekigegepulste lasers
Overzicht van optisch padontwerp
Een passieve, mode-vergrendelde, dissipatieve soliton-resonante, thulium-gedoteerde fiberlaser met dubbele golflengte, gebaseerd op een niet-lineaire fiberringspiegelstructuur.
2. Beschrijving van het optische pad
De dissipatieve solitonresonante thulium-gedoteerde soliton met dubbele golflengtevezellaserneemt een holtestructuurontwerp in de vorm van een "8" aan (Figuur 1).
Het linkerdeel is de belangrijkste unidirectionele lus, terwijl het rechterdeel een niet-lineaire optische vezellusspiegelstructuur is. De linker unidirectionele lus omvat een bundelsplitter, een 2,7 m lange thulium-gedoteerde optische vezel (SM-TDF-10P130-HE) en een 2 μm band optische vezelkoppelaar met een koppelingscoëfficiënt van 90:10. Eén polarisatieafhankelijke isolator (PDI), twee polarisatiecontrollers (Polarisatiecontrollers: PC), een 0,41 m lange polarisatie-onderhoudsvezel (PMF). De niet-lineaire glasvezelringspiegelstructuur aan de rechterkant wordt bereikt door het licht van de linker unidirectionele lus te koppelen aan de niet-lineaire glasvezelringspiegel aan de rechterkant via een optische koppelaar met een 2×2-structuur met een coëfficiënt van 90:10. De niet-lineaire optische vezelringspiegelstructuur aan de rechterkant omvat een 75 meter lange optische vezel (SMF-28e) en een polarisatiecontroller. Een 75 meter lange single-mode optische vezel wordt gebruikt om het niet-lineaire effect te versterken. Hierbij wordt een 90:10 optische vezelkoppelaar gebruikt om het niet-lineaire faseverschil tussen de voortplanting met de klok mee en tegen de klok in te vergroten. De totale lengte van deze structuur met twee golflengten is 89,5 meter. In deze experimentele opstelling passeert het pomplicht eerst een bundelcombiner om de met thulium gedoteerde optische vezel van het versterkingsmedium te bereiken. Na de met thulium gedoteerde optische vezel wordt een 90:10 koppelaar aangesloten om 90% van de energie in de holte te laten circuleren en 10% van de energie uit de holte te sturen. Tegelijkertijd bestaat een dubbelbrekend Lyot-filter uit een polarisatiebehoudende optische vezel tussen twee polarisatieregelaars en een polarisator, die een rol speelt bij het filteren van spectrale golflengten.
3. Achtergrondkennis
Momenteel zijn er twee basismethoden om de pulsenergie van gepulste lasers te verhogen. Eén aanpak is het direct verminderen van niet-lineaire effecten, waaronder het verlagen van het piekvermogen van pulsen door middel van verschillende methoden, zoals het gebruik van dispersiebeheer voor uitgerekte pulsen, gigantische chirpende oscillatoren en bundelsplitsende gepulste lasers, enz. Een andere aanpak is het zoeken naar nieuwe mechanismen die meer niet-lineaire faseaccumulatie kunnen tolereren, zoals zelfgelijkvormigheid en rechthoekige pulsen. De bovengenoemde methode kan de pulsenergie van degepulste lasertot tientallen nanojoules. Dissipatieve solitonresonantie (Dissipatieve solitonresonantie: DSR) is een mechanisme voor rechthoekige impulsvorming dat voor het eerst werd voorgesteld door N. Akhmediev et al. in 2008. Het kenmerk van dissipatieve solitonresonantiepulsen is dat, terwijl de amplitude constant blijft, de pulsbreedte en energie van de niet-golfsplitsende rechthoekige puls monotoon toenemen met de toename van het pompvermogen. Dit doorbreekt tot op zekere hoogte de beperking van de traditionele solitontheorie over enkelvoudige pulsenergie. Dissipatieve solitonresonantie kan worden bereikt door verzadigde absorptie en omgekeerde verzadigde absorptie te construeren, zoals het niet-lineaire polarisatierotatie-effect (NPR) en het niet-lineaire vezelringspiegeleffect (NOLM). De meeste rapporten over het genereren van dissipatieve solitonresonantiepulsen zijn gebaseerd op deze twee mode-locking-mechanismen.
Plaatsingstijd: 09-10-2025