Desain jalur optik laser serat terpolarisasi dengan lebar garis sempit

Desain jalur optik serat terpolarisasilaser garis sempit

1. Gambaran Umum

Laser serat terpolarisasi dengan lebar garis sempit 1018 nm. Panjang gelombang kerja adalah 1018 nm, daya keluaran laser adalah 104 W, lebar spektral 3 dB dan 20 dB masing-masing sekitar 21 GHz dan 72 GHz, rasio peredaman polarisasi >17,5 dB, dan kualitas berkas tinggi (2 x M – 1,62 dan 2 y M) Asistem laserdengan efisiensi kemiringan sebesar 79% (∼1,63).

2. Deskripsi jalur optik

Di sebuahlaser serat terpolarisasi dengan lebar garis sempitOsilator laser serat terpolarisasi linier ini terdiri dari sepasang kisi serat pen维持 polarisasi dan serat pen维持 polarisasi berlapis ganda 10/125 μm yang didoping iterbium sepanjang 1,5 meter sebagai medium penguatan. Koefisien absorpsi serat optik ini pada 976 nm adalah 5 dB/m. Osilator laser dipompa oleh laser yang terkunci panjang gelombangnya pada 976 nm.laser semikonduktordengan daya maksimum 27 W melalui penggabung berkas (1+1)×1 yang mempertahankan polaritas. Kisi refleksi tinggi memiliki reflektivitas lebih dari 99%, dan lebar pita refleksi 3 dB sekitar 0,22 nm. Reflektivitas rendah kisi adalah 40%, dan lebar pita refleksi 3 dB sekitar 0,216 nm. Panjang gelombang refleksi pusat kedua kisi berada pada 1018 nm. Untuk menyeimbangkan daya keluaran resonator laser dan rasio penekanan ASE, reflektivitas rendah kisi dioptimalkan menjadi 40%. Serat ekor kisi refleksi tinggi disambungkan ke serat penguat, sedangkan serat ekor kisi refleksi rendah diputar 90° dan disambungkan ke serat ekor filter kelubung. Dengan demikian, posisi puncak panjang gelombang refleksi sumbu cepat kisi refleksi tinggi sesuai dengan panjang gelombang refleksi sumbu lambat kisi refleksi rendah. Dengan cara ini, hanya satu laser terpolarisasi yang dapat berosilasi dalam rongga resonansi. Cahaya pompa yang tersisa di lapisan serat optik disaring oleh filter lapisan buatan sendiri yang dilebur ke dalam rongga resonansi, dan pigtail keluaran dipotong miring sebesar 8° untuk mencegah umpan balik permukaan ujung dan osilasi parasit.

3. Pengetahuan latar belakang

Mekanisme pembangkitan laser serat terpolarisasi linier: Karena bias tegangan, serat penahan polarisasi berbentuk buah pir memiliki dua sumbu polarisasi ortogonal, yang dikenal sebagai sumbu cepat dan sumbu lambat. Umumnya, karena indeks bias sumbu lambat lebih besar daripada sumbu cepat, kisi yang ditulis pada serat penahan polarisasi memiliki dua panjang gelombang pusat yang berbeda. Rongga resonansi laser serat terpolarisasi linier biasanya terdiri dari dua kisi penahan polarisasi. Panjang gelombang kisi refleksi rendah dan kisi refleksi tinggi pada sumbu cepat dan sumbu lambat masing-masing berkorespondensi. Ketika lebar pita refleksi kisi penahan polarisasi cukup sempit, spektrum transmisi pada arah sumbu cepat dan sumbu lambat dapat dipisahkan, dan kedua panjang gelombang dapat bergetar di dalam rongga resonansi. Menurut prinsip osilasi dua panjang gelombang kisi penahan polarisasi, dalam percobaan, metode pengelasan paralel dapat diadopsi untuk mencapainya. Selama pengelasan, sumbu penahan polarisasi dari kedua kisi disejajarkan. Dengan cara ini, dua puncak transmisi dari kisi refleksi tinggi sesuai dengan puncak transmisi dari kisi refleksi rendah, sehingga keluaran laser dua panjang gelombang dapat direalisasikan.

Dalam sistem pemeliharaan polarisasi laser yang sebenarnya, kemiringan linier merupakan indikator penting untuk mengevaluasi karakteristik keluaran laser terpolarisasi linier. Umumnya, periode kisi dengan reflektansi tinggi lebih besar daripada kisi dengan reflektansi rendah. Untuk mencapai laser terpolarisasi linier dengan nilai PER yang tinggi, hanya satu puncak polarisasi yang perlu bergetar. Ketika sumbu cepat kisi dengan reflektansi rendah sejajar dengan sumbu lambat kisi dengan reflektansi tinggi, panjang gelombang pusat pada arah sumbu cepat kisi dengan reflektansi rendah sesuai dengan panjang gelombang pusat pada arah sumbu lambat kisi dengan reflektansi tinggi, sedangkan puncak transmisi pada arah sumbu lambat kisi dengan reflektansi rendah tidak sesuai dengan puncak transmisi pada arah sumbu cepat kisi dengan reflektansi tinggi. Dengan cara ini, satu puncak transmisi dapat bergetar. Demikian pula, ketika sumbu lambat dari kisi reflektansi rendah sejajar dengan sumbu cepat dari kisi reflektansi tinggi, panjang gelombang pusat dari sumbu lambat kisi reflektansi rendah sesuai dengan panjang gelombang pusat dari sumbu cepat kisi reflektansi tinggi, sementara puncak transmisi dari sumbu cepat kisi reflektansi rendah tidak sesuai dengan puncak transmisi dari sumbu lambat kisi reflektansi tinggi. Dengan cara ini, satu puncak transmisi juga dapat bergetar. Kedua metode di atas dapat menghasilkan keluaran laser terpolarisasi linier. Menurut prinsip osilasi laser terpolarisasi linier satu panjang gelombang dari kisi pen维持 polarisasi, dalam percobaan, metode penyambungan ortogonal dapat diadopsi untuk mencapainya. Ketika sudut penyambungan sumbu penahan polarisasi dari kisi refleksi tinggi dan kisi refleksi rendah adalah 90°, puncak transmisi pada arah sumbu lambat dari kisi refleksi tinggi sesuai dengan puncak transmisi pada arah sumbu cepat dari kisi refleksi rendah, dan dengan demikian keluaran laser serat terpolarisasi linier satu panjang gelombang dapat direalisasikan.