പോളറൈസ്ഡ് ഫൈബർ നാരോ-ലൈൻവിഡ്ത്ത് ലേസറിന്റെ ഒപ്റ്റിക്കൽ പാത്ത് ഡിസൈൻ

പോളറൈസ്ഡ് ഫൈബറിന്റെ ഒപ്റ്റിക്കൽ പാത്ത് ഡിസൈൻനാരോ-ലൈൻവിഡ്ത്ത് ലേസർ

1. അവലോകനം

1018 nm പോളറൈസ്ഡ് ഫൈബർ നാരോ-ലൈൻവിഡ്ത്ത് ലേസർ. പ്രവർത്തന തരംഗദൈർഘ്യം 1018 nm ആണ്, ലേസർ ഔട്ട്‌പുട്ട് പവർ 104 W ആണ്, 3 dB, 20 dB എന്നിവയുടെ സ്പെക്ട്രൽ വീതി യഥാക്രമം ~21 GHz ഉം ~72 ​​GHz ഉം ആണ്, പോളറൈസേഷൻ എക്‌സ്റ്റിൻക്ഷൻ അനുപാതം >17.5 dB ഉം ആണ്, ബീം ഗുണനിലവാരം ഉയർന്നതാണ് (2 x M – 1.62 ഉം 2 y M ഉം) Aലേസർ സിസ്റ്റം79% (~1.63) ചരിവ് കാര്യക്ഷമതയോടെ.

2. ഒപ്റ്റിക്കൽ പാത്ത് വിവരണം

ഒരുപോളറൈസ്ഡ് ഫൈബർ നാരോ-ലൈൻവിഡ്ത്ത് ലേസർ, ലീനിയർ പോളറൈസ്ഡ് ഫൈബർ ലേസർ ഓസിലേറ്ററിൽ ഒരു ജോഡി പോളറൈസേഷൻ-പരിപാലന ഫൈബർ ഗ്രേറ്റിംഗുകളും 1.5 മീറ്റർ നീളമുള്ള 10/125 μm യെറ്റർബിയം-ഡോപ്പ് ചെയ്ത ഡബിൾ-ക്ലാഡ് പോളറൈസേഷൻ-പരിപാലന ഫൈബറും ഗെയിൻ മീഡിയമായി അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. 976 nm-ൽ ഈ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറിന്റെ ആഗിരണം ഗുണകം 5 dB/m ആണ്. 976 nm തരംഗദൈർഘ്യം-ലോക്ക് ചെയ്ത ഒരു ലേസർ ഓസിലേറ്റർ പമ്പ് ചെയ്യുന്നു.സെമികണ്ടക്ടർ ലേസർഒരു പോളാരിറ്റി-പരിപാലന (1+1)×1 ബീം കോമ്പിനർ വഴി പരമാവധി 27 W പവർ ഉപയോഗിച്ച്. ഉയർന്ന പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന് 99%-ൽ കൂടുതൽ പ്രതിഫലനക്ഷമതയുണ്ട്, കൂടാതെ 3 dB പ്രതിഫലന ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ഏകദേശം 0.22 nm ആണ്. ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ കുറഞ്ഞ പ്രതിഫലനക്ഷമത 40% ആണ്, 3 dB പ്രതിഫലന ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ഏകദേശം 0.216 nm ആണ്. രണ്ട് ഗ്രേറ്റിംഗുകളുടെയും കേന്ദ്ര പ്രതിഫലന തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾ 1018 nm ആണ്. ലേസർ റെസൊണേറ്ററിന്റെ ഔട്ട്‌പുട്ട് പവറും ASE സപ്രഷൻ അനുപാതവും സന്തുലിതമാക്കുന്നതിന്, ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ കുറഞ്ഞ പ്രതിഫലനക്ഷമത 40% ആയി ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്തു. ഉയർന്ന പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ ടെയിൽ ഫൈബർ ഗെയിൻ ഫൈബറുമായി സംയോജിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, അതേസമയം കുറഞ്ഞ പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ ടെയിൽ ഫൈബർ 90° തിരിക്കുകയും ക്ലാഡിംഗ് ഫിൽട്ടറിന്റെ ടെയിൽ ഫൈബറുമായി സംയോജിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. അങ്ങനെ, ഉയർന്ന പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ ഫാസ്റ്റ്-ആക്സിസ് പ്രതിഫലന തരംഗദൈർഘ്യത്തിന്റെ പീക്ക് സ്ഥാനം കുറഞ്ഞ പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ സ്ലോ-ആക്സിസ് പ്രതിഫലന തരംഗദൈർഘ്യവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു. ഈ രീതിയിൽ, ഒരു പോളറൈസ്ഡ് ലേസറിന് മാത്രമേ റെസൊണന്റ് കാവിറ്റിയിൽ ആന്ദോളനം ചെയ്യാൻ കഴിയൂ. ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ ക്ലാഡിംഗിലെ ശേഷിക്കുന്ന പമ്പ് ലൈറ്റ്, റെസൊണന്റ് കാവിറ്റിയിലേക്ക് സംയോജിപ്പിച്ച ഒരു സ്വയം നിർമ്മിത ക്ലാഡിംഗ് ഫിൽട്ടർ ഉപയോഗിച്ച് ഫിൽട്ടർ ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ എൻഡ് ഫെയ്‌സ് ഫീഡ്‌ബാക്കും പാരാസൈറ്റിക് ആന്ദോളനവും തടയുന്നതിന് ഔട്ട്‌പുട്ട് പിഗ്‌ടെയിൽ 8° ബെവൽ ചെയ്യുന്നു.

3. പശ്ചാത്തല അറിവ്

രേഖീയമായി പോളറൈസ് ചെയ്ത ഫൈബർ ലേസറുകളുടെ ജനറേഷൻ സംവിധാനം: സ്ട്രെസ് ബൈർഫ്രിംഗൻസ് കാരണം, പിയർ ആകൃതിയിലുള്ള പോളറൈസേഷൻ-മെയിന്റനൻസ് ഫൈബറിന് രണ്ട് ഓർത്തോഗണൽ പോളറൈസേഷൻ അക്ഷങ്ങളുണ്ട്, അവയെ ഫാസ്റ്റ് ആക്സിസ് എന്നും സ്ലോ ആക്സിസ് എന്നും വിളിക്കുന്നു. സാധാരണയായി, സ്ലോ ആക്സിസിന്റെ റിഫ്രാക്റ്റീവ് സൂചിക ഫാസ്റ്റ് ആക്സിസിനേക്കാൾ കൂടുതലായതിനാൽ, പോളറൈസേഷൻ-മെയിന്റനൻസ് ഫൈബറിൽ എഴുതിയിരിക്കുന്ന ഗ്രേറ്റിംഗിന് രണ്ട് വ്യത്യസ്ത കേന്ദ്ര തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളുണ്ട്. ഒരു രേഖീയമായി പോളറൈസ് ചെയ്ത ഫൈബർ ലേസറിന്റെ റെസൊണന്റ് കാവിറ്റി സാധാരണയായി രണ്ട് പോളറൈസേഷൻ-മെയിന്റനൻസ് ഗ്രേറ്റിംഗുകൾ ചേർന്നതാണ്. ഫാസ്റ്റ് ആക്സിസിലും സ്ലോ ആക്സിസിലും ലോ-റിഫ്ലക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെയും ഹൈ-റിഫ്ലക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെയും തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾ യഥാക്രമം യോജിക്കുന്നു. പോളറൈസേഷൻ-മെയിന്റനൻസ് ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ പ്രതിഫലന ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് മതിയായ ഇടുങ്ങിയതായിരിക്കുമ്പോൾ, ഫാസ്റ്റ് ആക്സിസിലും സ്ലോ അച്ചുതണ്ട് ദിശകളിലും ട്രാൻസ്മിഷൻ സ്പെക്ട്ര വേർതിരിക്കാനാകും, കൂടാതെ രണ്ട് തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾക്കും റെസൊണന്റ് കാവിറ്റിക്കുള്ളിൽ വൈബ്രേറ്റ് ചെയ്യാൻ കഴിയും. പോളറൈസേഷൻ-മെയിന്റനൻസ് ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ ഇരട്ട-തരംഗദൈർഘ്യ ആന്ദോളന തത്വമനുസരിച്ച്, പരീക്ഷണത്തിൽ, അത് നേടുന്നതിന് സമാന്തര വെൽഡിംഗ് രീതി സ്വീകരിക്കാം. വെൽഡിങ്ങ് സമയത്ത്, രണ്ട് ഗ്രേറ്റിംഗുകളുടെയും ധ്രുവീകരണം നിലനിർത്തുന്ന അക്ഷങ്ങൾ വിന്യസിച്ചിരിക്കുന്നു. ഈ രീതിയിൽ, ഉയർന്ന പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ രണ്ട് ട്രാൻസ്മിഷൻ കൊടുമുടികൾ താഴ്ന്ന പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ കൊടുമുടികളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു, അങ്ങനെ ഇരട്ട തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള ലേസർ ഔട്ട്പുട്ട് സാക്ഷാത്കരിക്കാനാകും.

യഥാർത്ഥ ലേസർ പോളറൈസേഷൻ-പരിപാലന സംവിധാനങ്ങളിൽ, ലീനിയർ സ്‌ക്യൂ എന്നത് ലീനിയർ ലേസറുകളുടെ ഔട്ട്‌പുട്ട് സവിശേഷതകൾ വിലയിരുത്തുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന സൂചകമാണ്. സാധാരണയായി, ഉയർന്ന പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ കാലയളവ് കുറഞ്ഞ പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിനെക്കാൾ കൂടുതലാണ്. ഉയർന്ന PER മൂല്യമുള്ള ഒരു രേഖീയ ധ്രുവീകരണ ലേസർ നേടുന്നതിന്, ഒരു ധ്രുവീകരണ കൊടുമുടി മാത്രമേ വൈബ്രേറ്റ് ചെയ്യേണ്ടതുള്ളൂ. കുറഞ്ഞ പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ വേഗതയേറിയ അക്ഷം ഉയർന്ന പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ വേഗതയേറിയ അക്ഷത്തിൽ ആയിരിക്കുമ്പോൾ, കുറഞ്ഞ പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ വേഗതയേറിയ അക്ഷ ദിശയിലുള്ള കേന്ദ്ര തരംഗദൈർഘ്യം ഉയർന്ന പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ വേഗതയേറിയ അക്ഷ ദിശയിലുള്ളതിനോട് യോജിക്കുന്നു, അതേസമയം കുറഞ്ഞ പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ വേഗതയേറിയ അക്ഷ ദിശയിലുള്ള ട്രാൻസ്മിഷൻ പീക്ക് ഉയർന്ന പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ വേഗതയേറിയ അക്ഷ ദിശയിലുള്ള ട്രാൻസ്മിഷൻ പീക്കുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ല. ഈ രീതിയിൽ, ഒരു ട്രാൻസ്മിഷൻ പീക്ക് വൈബ്രേറ്റ് ചെയ്യാൻ കഴിയും. അതുപോലെ, ഒരു താഴ്ന്ന പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ സ്ലോ അച്ചുതണ്ട് ഉയർന്ന പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ വേഗതയേറിയ അച്ചുതണ്ടിൽ വരുമ്പോൾ, താഴ്ന്ന പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ സ്ലോ അച്ചുതണ്ടിന്റെ കേന്ദ്ര തരംഗദൈർഘ്യം ഉയർന്ന പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ വേഗതയേറിയ അച്ചുതണ്ടിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു, അതേസമയം താഴ്ന്ന പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ വേഗതയേറിയ അച്ചുതണ്ടിന്റെ ട്രാൻസ്മിഷൻ പീക്ക് ഉയർന്ന പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ വേഗതയേറിയ അച്ചുതണ്ടുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ല. ഈ രീതിയിൽ, ഒരു ട്രാൻസ്മിഷൻ പീക്കും വൈബ്രേറ്റ് ചെയ്യാൻ കഴിയും. മുകളിലുള്ള രണ്ട് രീതികൾക്കും രേഖീയമായി ധ്രുവീകരിക്കപ്പെട്ട ലേസർ ഔട്ട്പുട്ട് നേടാൻ കഴിയും. ധ്രുവീകരണം-പരിപാലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ ഒറ്റ-തരംഗദൈർഘ്യ രേഖീയമായി ധ്രുവീകരിക്കപ്പെട്ട ലേസർ ആന്ദോളന തത്വം അനുസരിച്ച്, പരീക്ഷണത്തിൽ, അത് നേടുന്നതിന് ഓർത്തോഗണൽ സ്പ്ലൈസിംഗ് രീതി സ്വീകരിക്കാം. ഉയർന്ന പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെയും താഴ്ന്ന പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെയും ധ്രുവീകരണ-പരിപാലന അക്ഷങ്ങളുടെ സ്പ്ലൈസിംഗ് ആംഗിൾ 90° ആയിരിക്കുമ്പോൾ, ഉയർന്ന പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ സ്ലോ അച്ചുതണ്ട് ദിശയിലുള്ള ട്രാൻസ്മിഷൻ പീക്ക് താഴ്ന്ന പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ ഫാസ്റ്റ് അച്ചുതണ്ട് ദിശയിലുള്ള ട്രാൻസ്മിഷൻ പീക്കിന് തുല്യമാണ്, അങ്ങനെ ഒറ്റ-തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള രേഖീയ ധ്രുവീകരിക്കപ്പെട്ട ഫൈബർ ലേസറിന്റെ ഔട്ട്പുട്ട് സാക്ഷാത്കരിക്കാനാകും.