Tööstusuudised

Lühikese lainepikkusega kitsa joonelaiusega kiudlaser

2021-12-27
Spektraalse sünteesitehnoloogia puhul on sünteesitud laseri alamkiirte arvu suurendamine üks olulisi viise sünteesivõimsuse suurendamiseks. Kiudlaserite spektraalvahemiku laiendamine aitab suurendada spektraalse sünteeslaseri alamkiirte arvu ja suurendab spektraalse sünteesi võimsust [44-45]. Praegu on tavaliselt kasutatav spektrisünteesi vahemik 1050 × 1072 nm. Kitsa joonelaiusega kiudlaserite lainepikkuse vahemiku edasine laiendamine 1030 nm-ni on spektrisünteesitehnoloogia jaoks väga oluline. Seetõttu on paljud teadusasutused keskendunud lühikese lainepikkusega (lainepikkus alla 1040 nm) kitsa joonega. Uuriti laikiudlasereid. See artikkel uurib peamiselt 1030 nm kiudlaserit ja laiendab spektraalselt sünteesitud laseri alamkiire lainepikkuse vahemikku 1030 nm-ni.
Erineva lainepikkusega kiudlaserite väljundomadusi mõjutavad peamiselt võimenduskiu neeldumisspekter ja emissioonispekter. Võrreldes kiudlaserite traditsioonilise lainepikkusribaga (1060½ž1080 nm) on lühikese lainepikkusega kiudlaserite puhul võimenduskiu neeldumisristlõige suurem. Lühilainepikkusega laser neeldub kergesti võimenduskiudu, et tekitada pikema lainepikkusega laserväljund, st genereeritakse ASE, mis piirab selle väljundvõimsust.

2011. aastal kasutas O. Schmidt Jena ülikoolist võimenduse seemnevalgusena kitsa joonelaiusega ASE-allikat. Külviallika struktuur on näidatud joonisel 21. Külviliini laiuse reguleerimiseks kell 12:00 kasutatakse kahte resti, seemne väljundvõimsus on 400 mW ja keskmine lainepikkus on 1030 nm. Seemneallikat võimendatakse kahes etapis. Esimeses etapis kasutatakse 40/200 fotoonkristallkiudu ja teises etapis 42/500 fotoonkristallkiudu. Lõplik väljundvõimsus on 697 W ja kiire kvaliteet M2=1,34 [46].


Nader A. Naderi USA õhujõudude laborist kasutas 2016. aastal algallikana ühesageduslikku laserit, mille PRBS-signaal oli moduleeritud 1030 nm. Algallika spektraalne joonelaius oli 3,5 GHz ja seejärel võimendati seda võimendiastmega. Katseseade on näidatud joonisel 22. . Süsteem suurendab 1030 nm riba laseri väljundvõimsust 1034 W-ni, spektraaljoone laius on 23:00, võimendi astme väljundefektiivsus on 80%, ASE summutussuhe on kuni 40 dB ja kiire kvaliteet on M2. = 1,1 kuni 1,2. Katses suruti SBS ja ASE efektid alla, kontrollides võimenduskiu pikkust [47–48].

2014. aastal tegid Ye Huang jt. Nufern Company USA-s saavutas kw laseri väljundi lainepikkuste vahemikus 1028½ž1100 nm [49]. Katses uuriti peamiselt 1028 nm ja 1100 nm lasereid ning tulemusi võrreldi 1064 nm laseritega. Leiti, et võrreldes traditsiooniliste ribakiudlaseritega on nii lühikese kui ka pika lainepikkusega kiudlaserite ASE-efekt oluliselt suurenenud. Lõpuks, pärast ASE-efekti mahasurumist, saavutati 1028 nm ribal 1215 W ühemoodiline laserväljund ja optiline efektiivsus oli 75%.

2016. aastal tegi Ameerika firma Roman Yagodkin jt. teostas faasimodulatsiooni seemneallikana ühesageduslikul laseril. Pärast võimendamist saadi laseri väljund> 1, 5 kW. Laseri keskpunkti lainepikkuste vahemik on 1030 × 1070 nm ja spektraalne joonelaius on <15 GHz[50]. Väljundspekter lainepikkusel on näidatud joonisel 23. Spektrilt on näha, et lühilainepikkusega laserspektri ASE supressioonisuhe on umbes 15 dB madalam kui laseril 1064 nm lähedal. 2017. aastal teostas USA IPG Company 1030 nm ühesageduslaseriga faasimodulatsiooni, et laiendada spektrit 20 GHz-ni. Pärast kolmeastmelist eelvõimendusetappi saavutas väljundvõimsus 15-20 W ja lõpuks peale peavõimendi astme väljundvõimsust 2,2 kW. Lühilainepikkusega laserväljund on praegu 1030 nm ribalaiusega kiudlaseri suurim väljundvõimsus [50].
Kokkuvõtteks võib öelda, et ASE-efekti mõju tõttu on lühikese lainepikkusega kitsa joonelaiusega fiiberoplaseri maksimaalne väljundvõimsus vaid 2,2 kW, millel on palju arendusruumi võrreldes kitsa joonelaiusega fiiberlaseriga tüüpilise kiudlaseriga. lainepikkus 1064 nm.

X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept