Optiese padontwerp van gepolariseerde veselsmal-lynwydte laser
1. Oorsig
1018 nm gepolariseerde vesel smallynwydte laser. Die werkgolflengte is 1018 nm, die laseruitsetkrag is 104 W, die spektrale breedtes van 3 dB en 20 dB is onderskeidelik ~21 GHz en ~72 GHz, die polarisasie-uitsterwingsverhouding is >17.5 dB, en die straalkwaliteit is hoog (2 x M – 1.62 en 2 y M) Alaserstelselmet 'n hellingdoeltreffendheid van 79% (∼1.63).
2. Beskrywing van die optiese pad
In 'ngepolariseerde vesel smal-lynwydte laser, die lineêr gepolariseerde vesellaser-ossillator bestaan uit 'n paar polarisasie-onderhoudende veselroosters en 'n 1.5 meter lange 10/125 μm ytterbium-gedoteerde dubbelgeklede polarisasie-onderhoudende vesel as die versterkingsmedium. Die absorpsiekoëffisiënt van hierdie optiese vesel by 976 nm is 5 dB/m. Die laser-ossillator word gepomp deur 'n 976 nm golflengte-geslotehalfgeleierlasermet 'n maksimum krag van 27 W deur 'n polariteit-behoudende (1+1)×1 straalkombineerder. Die hoë-refleksierooster het 'n reflektiwiteit van meer as 99%, en die 3 dB refleksiebandwydte is ongeveer 0.22 nm. Die lae reflektiwiteit van die rooster is 40%, en die 3 dB refleksiebandwydte is ongeveer 0.216 nm. Die sentrale refleksiegolflengtes van beide roosters is by 1018 nm. Om die uitsetkrag van die laserresonator en die ASE-onderdrukkingsverhouding te balanseer, is die lae reflektiwiteit van die rooster geoptimaliseer tot 40%. Die stertvesel van die hoë-refleksierooster is met die versterkingsvesel saamgesmelt, terwyl die stertvesel van die lae-refleksierooster 90° gedraai en met die stertvesel van die bekledingsfilter saamgesmelt word. Dus stem die piekposisie van die vinnige-as refleksiegolflengte van die hoë-refleksierooster ooreen met dié van die stadige-as refleksiegolflengte van die lae-refleksierooster. Op hierdie manier kan slegs een gepolariseerde laser in die resonante holte ossilleer. Die oorblywende pomplig in die optiese veselbekleding word uitgefiltreer deur 'n selfgemaakte bekledingsfilter wat in die resonante holte saamgesmelt is, en die uitvoer-vlegselstert word met 8° afgeskuins om terugvoer van die eindvlak en parasitiese ossillasie te voorkom.
3. Agtergrondkennis
Die genereringsmeganisme van lineêr gepolariseerde vesellasers: As gevolg van spanningsdubbelbreking het die peervormige polarisasie-onderhoudende vesel twee ortogonale polarisasie-asse, bekend as die vinnige as en die stadige as. Oor die algemeen, aangesien die brekingsindeks van die stadige as groter is as dié van die vinnige as, het die rooster wat op die polarisasie-onderhoudende vesel geskryf is, twee verskillende sentrale golflengtes. Die resonante holte van 'n lineêr gepolariseerde vesellaser bestaan gewoonlik uit twee polarisasie-onderhoudende roosters. Die golflengtes van die lae-weerkaatsingsrooster en die hoë-weerkaatsingsrooster op die vinnige as en die stadige as stem onderskeidelik ooreen. Wanneer die weerkaatsingsbandwydte van die polarisasie-onderhoudende rooster smal genoeg is, kan die transmissiespektra in die vinnige as en die stadige asrigtings geskei word, en beide golflengtes kan binne die resonante holte vibreer. Volgens die dubbelgolflengte-ossillasiebeginsel van die polarisasie-onderhoudende rooster, kan die parallelle sweismetode in die eksperiment aangeneem word om dit te bereik. Tydens sweiswerk word die polarisasie-handhawende asse van die twee roosters in lyn gebring. Op hierdie manier stem die twee transmissiepieke van die hoë-weerkaatsingsrooster ooreen met dié van die lae-weerkaatsingsrooster, en dus kan dubbelgolflengte-laseruitset gerealiseer word.
In werklike laserpolarisasie-handhawingstelsels is lineêre skeefheid 'n belangrike aanwyser vir die evaluering van die uitset-eienskappe van lineêr gepolariseerde lasers. Oor die algemeen is die periode van 'n hoë-reflektansierooster groter as dié van 'n lae-reflektansierooster. Om 'n lineêr gepolariseerde laser met 'n hoë PER-waarde te verkry, hoef slegs een polarisasiepiek te vibreer. Wanneer die vinnige as van die lae-reflektansierooster langs die stadige as van die hoë-reflektansierooster is, stem die sentrale golflengte in die vinnige asrigting van die lae-reflektansierooster ooreen met dié in die stadige asrigting van die hoë-reflektansierooster, terwyl die transmissiepiek in die stadige asrigting van die lae-reflektansierooster nie ooreenstem met die transmissiepiek in die vinnige asrigting van die hoë-reflektansierooster nie. Op hierdie manier kan een transmissiepiek gevibreer word. Net so, wanneer die stadige as van 'n lae-weerkaatsingsrooster langs die vinnige as van 'n hoë-weerkaatsingsrooster is, stem die sentrale golflengte van die stadige as van die lae-weerkaatsingsrooster ooreen met dié van die vinnige as van die hoë-weerkaatsingsrooster, terwyl die transmissiepiek van die vinnige as van die lae-weerkaatsingsrooster nie ooreenstem met dié van die stadige as van die hoë-weerkaatsingsrooster nie. Op hierdie manier kan een transmissiepiek ook gevibreer word. Beide bogenoemde twee metodes kan lineêr gepolariseerde laseruitset bereik. Volgens die enkelgolflengte lineêr gepolariseerde laserossillasiebeginsel van die polarisasie-handhawende rooster, kan die ortogonale splitsingsmetode in die eksperiment aangeneem word om dit te bereik. Wanneer die splitsingshoek van die polarisasie-handhawende asse van die hoë-refleksierooster en die lae-refleksierooster 90° is, stem die transmissiepiek in die stadige asrigting van die hoë-refleksierooster ooreen met die transmissiepiek in die vinnige asrigting van die lae-refleksierooster, en dus kan die uitset van enkelgolflengte lineêr gepolariseerde vesellaser gerealiseer word.
Plasingstyd: 12 September 2025