Optisch padontwerp van rechthoekigegepulseerde lasers
Overzicht van het ontwerp van optische paden
Een passieve, mode-locked, dual-wavelength dissipatieve soliton resonante thulium-gedoteerde vezellaser gebaseerd op een niet-lineaire vezelringspiegelstructuur.
2. Beschrijving van het optische pad
De dissipatieve solitonresonantie met dubbele golflengte en thuliumdoteringvezellasermaakt gebruik van een holtestructuur in de vorm van een "8" (Figuur 1).
Het linkergedeelte is de hoofd-unidirectionele lus, terwijl het rechtergedeelte een niet-lineaire optische vezellusspiegelstructuur is. De linker unidirectionele lus omvat een bundelsplitter, een 2,7 m lange thuliumgedopte optische vezel (SM-TDF-10P130-HE) en een optische vezelkoppelaar met een bandbreedte van 2 μm en een koppelingscoëfficiënt van 90:10. Verder bevat de structuur een polarisatieafhankelijke isolator (PDI), twee polarisatieregelaars (PC) en een 0,41 m lange polarisatiebehoudende vezel (PMF). De niet-lineaire optische vezelringspiegelstructuur aan de rechterkant wordt gerealiseerd door het licht van de linker unidirectionele lus te koppelen aan de niet-lineaire optische vezelringspiegel aan de rechterkant via een 2×2 optische koppelaar met een koppelingscoëfficiënt van 90:10. De niet-lineaire optische vezelringspiegelstructuur aan de rechterkant omvat een 75 meter lange optische vezel (SMF-28e) en een polarisatieregelaar. Een 75 meter lange single-mode optische vezel wordt gebruikt om het niet-lineaire effect te versterken. Hierbij wordt een 90:10 optische vezelkoppelaar toegepast om het niet-lineaire faseverschil tussen de klokwijzerrichting en de tegenklokwijzerrichting te vergroten. De totale lengte van deze duale golflengtestructuur is 89,5 meter. In deze experimentele opstelling passeert het pomplicht eerst een bundelcombinator om het versterkingsmedium, een met thulium gedoteerde optische vezel, te bereiken. Na de met thulium gedoteerde optische vezel is een 90:10 koppelaar aangesloten om 90% van de energie binnen de holte te houden en 10% van de energie naar buiten te sturen. Tegelijkertijd is een birefringent Lyot-filter, bestaande uit een polarisatiebehoudende optische vezel tussen twee polarisatieregelaars en een polarisator, geplaatst om spectrale golflengten te filteren.
3. Achtergrondkennis
Momenteel zijn er twee basismethoden om de pulsenergie van gepulste lasers te verhogen. Een benadering is het direct verminderen van niet-lineaire effecten, waaronder het verlagen van het piekvermogen van pulsen door middel van verschillende methoden, zoals het toepassen van dispersiemanagement voor uitgerekte pulsen, gigantische gechirpte oscillatoren en gepulste lasers met bundelsplitsing, enzovoort. Een andere benadering is het zoeken naar nieuwe mechanismen die meer niet-lineaire faseaccumulatie kunnen verdragen, zoals zelfgelijkvormigheid en rechthoekige pulsen. De bovengenoemde methode kan de pulsenergie van gepulste lasers succesvol versterken.gepulseerde lasertot tientallen nanojoules. Dissipatieve solitonresonantie (DSR) is een mechanisme voor de vorming van rechthoekige impulsen, voor het eerst 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 op de energie van een enkele puls. Dissipatieve solitonresonantie kan worden bereikt door verzadigde absorptie en omgekeerde verzadigde absorptie te creëren, zoals het niet-lineaire polarisatierotatie-effect (NPR) en het niet-lineaire vezelringspiegel-effect (NOLM). De meeste rapporten over de generatie van dissipatieve solitonresonantiepulsen zijn gebaseerd op deze twee mode-locking-mechanismen.
Geplaatst op: 9 oktober 2025