Polýarlaşdyrylan süýümli dar çyzykly lazeriň optiki ýolunyň dizaýny

Polýarlaşdyrylan süýümiň optiki ýolunyň dizaýnydar çyzykly lazer

1. Umumy syn

1018 nm polýarlaşdyrylan süýümli dar çyzykly lazer. Işleýän tolkun uzynlygy 1018 nm, lazeriň çykyş kuwwaty 104 W, 3 dB we 20 dB spektral giňlikleri degişlilikde ~21 GHz we ~72 GHz, polýarizasiýa öçme gatnaşygy >17.5 dB we şöhle hili ýokary (2 x M – 1.62 we 2 y M) Alazer ulgamyýapgytlyk netijeliligi 79% (∼1.63) bilen.

2. Optiki ýoluň düşündirişi

Birindepolýarlaşdyrylan süýümli dar çyzykly lazer, çyzykly polýarlaşdyrylan süýüm lazer ossilýatory polýarizasiýany saklaýan süýüm torlarynyň jübütinden we güýçlendiriji gurşaw hökmünde 1,5 metr uzynlykdaky 10/125 μm ytterbium bilen goşulan iki gatlakly polýarizasiýany saklaýan süýümden ybarat. Bu optik süýümiň 976 nm-däki siňdiriş koeffisiýenti 5 dB/m-dir. Lazer ossilýatory 976 nm tolkun uzynlygy bilen berklenen sorujy arkaly pompalanýar.ýarymýarym lazerpolýarlygy saklaýan (1+1)×1 şöhle birleşdiriji arkaly iň ýokary kuwwaty 27 W. Ýokary şöhlelendiriji toruň şöhlelendiriji güýji 99% -den ýokary, 3 dB şöhlelendiriji zolagy takmynan 0,22 nm. Toruň pes şöhlelendiriji güýji 40%, 3 dB şöhlelendiriji zolagy takmynan 0,216 nm. Iki toruň hem merkezi şöhlelendiriji tolkun uzynlyklary 1018 nm-de. Lazer rezonatorynyň çykyş kuwwatyny we ASE basyş gatnaşygyny deňleşdirmek üçin toruň pes şöhlelendiriji güýji 40% -e çenli optimizirlendi. Ýokary şöhlelendiriji toruň guýruk süýümi güýçlendiriji süýüme birikýär, pes şöhlelendiriji toruň guýruk süýümi bolsa 90° öwrülýär we örtük süzgüjiniň guýruk süýümine birikýär. Şeýlelik bilen, ýokary şöhlelendiriji toruň çalt okly şöhlelendiriji tolkun uzynlygynyň iň ýokary ýagdaýy pes şöhlelendiriji toruň haýal okly şöhlelendiriji tolkun uzynlygyna gabat gelýär. Şeýlelik bilen, rezonans boşlugynda diňe bir polýarlaşdyrylan lazer yrgyldap biler. Optiki süýüm örtüginde galan nasos çyrasy rezonans boşlugyna goşulan öz-özünden ýasalan örtük süzgüji arkaly süzülýär we çykyş pigtail ujunyň ters täsiriniň we parazit yrgyldawynyň öňüni almak üçin 8° burç bilen egilýär.

3. Öňünden bilim

Lineý polýarlaşdyrylan süýüm lazerleriniň döreme mehanizmi: Stress ikileňňeligi sebäpli, armut şekilli polýarlaşdyrmany saklaýan süýümiň iki ortogonal polýarlaşdyrma oklary bar, olar çalt ok we haýal ok diýlip atlandyrylýar. Umuman, haýal okuň synma görkezijisi çalt okuňkydan uly bolany üçin, polýarlaşdyrmany saklaýan süýüme ýazylan tor iki dürli merkezi tolkun uzynlygyna eýedir. Lineý polýarlaşdyrylan süýüm lazeriniň rezonans boşlugy adatça iki polýarlaşdyrmany saklaýan tordan ybarat bolýar. Pes şöhlelendiriji toruň we ýokary şöhlelendiriji toruň tiz okda we haýal okda tolkun uzynlyklary degişlilikde gabat gelýär. Polýarlaşdyrmany saklaýan toruň şöhlelendiriji zolagy ýeterlik derejede dar bolanda, çalt okdaky we haýal okdaky geçirijilik spektrlerini bölüp bolýar we iki tolkun uzynlygy hem rezonans boşlugynyň içinde titreşip bilýär. Polýarlaşdyrmany saklaýan toruň iki tolkun uzynlygynyň yrgyldawuklyk prinsipine laýyklykda, synagda muňa ýetmek üçin parallel kebşirleme usuly ulanylyp bilner. Kebşirleme wagtynda iki toruň polýarizasiýany saklaýan oklary deňleşdirilýär. Şeýlelik bilen, ýokary şöhlelendiriji toruň iki geçirijilik depesi pes şöhlelendiriji toruňky bilen gabat gelýär we şeýlelik bilen iki tolkunly lazer çykyşyny amala aşyrmak mümkin.

Hakyky lazer polýarizasiýasyny saklaýan ulgamlarda, çyzykly egrilik çyzykly polýarizirlenen lazerleriň çykyş häsiýetlerini bahalandyrmak üçin möhüm görkeziji bolup durýar. Umuman alanyňda, ýokary şöhlelendiriji toruň döwri pes şöhlelendiriji toruň döwrüne garanyňda has uly bolýar. Ýokary PER gymmaty bolan çyzykly polýarizirlenen lazere ýetmek üçin diňe bir polýarizasiýa depesi titremeli. Pes şöhlelendiriji toruň çalt oklary ýokary şöhlelendiriji toruň haýal okunyň ugrunda bolanda, pes şöhlelendiriji toruň çalt okunyň ugrundaky merkezi tolkun uzynlygy ýokary şöhlelendiriji toruň haýal okunyň ugrundaky tolkun uzynlygyna gabat gelýär, pes şöhlelendiriji toruň haýal okunyň ugrundaky geçirijilik depesi bolsa ýokary şöhlelendiriji toruň çalt okunyň ugrundaky geçirijilik depesine gabat gelmeýär. Şeýlelik bilen, bir geçirijilik depesi titredilip bilner. Şonuň ýaly-da, pes şöhlelenmeli toruň haýal oklary ýokary şöhlelenmeli toruň çalt okunyň ugrunda bolanda, pes şöhlelenmeli toruň haýal okunyň merkezi tolkun uzynlygy ýokary şöhlelenmeli toruň çalt okunyň uzynlygyna gabat gelýär, şol bir wagtyň özünde pes şöhlelenmeli toruň çalt okunyň geçirijilik depesi ýokary şöhlelenmeli toruň haýal okunyň uzynlygyna gabat gelmeýär. Şeýlelik bilen, bir geçirijilik depesi hem titredilip bilner. Ýokardaky iki usulyň ikisi hem çyzykly polýarlaşdyrylan lazer çykyşyny gazanyp biler. Polýarlaşdyrmany saklaýan toruň bir tolkun uzynlygyndaky çyzykly polýarlaşdyrylan lazer yrgyldawuklyk prinsipine laýyklykda, tejribede ony gazanmak üçin ortogonal birleşme usulyny ulanyp bolýar. Ýokary şöhlelendiriji toruň we pes şöhlelendiriji toruň polýarizasiýany saklaýan oklarynyň birleşme burçy 90° bolanda, ýokary şöhlelendiriji toruň haýal ok ugry boýunça geçirijilik depesi pes şöhlelendiriji toruň çalt ok ugry boýunça geçirijilik depesine gabat gelýär we şeýlelik bilen bir tolkunly çyzykly polýarizirlenen süýüm lazeriniň çykyşyny amala aşyrmak mümkin.