Բարձր հզորության իմպուլսային լազեր՝ ամբողջությամբ մանրաթելային MOPA կառուցվածքով

Բարձր հզորության իմպուլսային լազերամբողջությամբ մանրաթելային MOPA կառուցվածքով

Մանրաթելային լազերների հիմնական կառուցվածքային տեսակները ներառում են մեկ ռեզոնատորային, ճառագայթային համակցված և գլխավոր տատանողական հզորության ուժեղացուցիչի (MOPA) կառուցվածքներ: Դրանց թվում MOPA կառուցվածքը դարձել է ժամանակակից հետազոտական ​​կենտրոններից մեկը՝ բարձր արդյունավետության հասնելու իր ունակության շնորհիվ:իմպուլսային լազերելք՝ կարգավորելի իմպուլսի լայնությամբ և կրկնության հաճախականությամբ (կոչվում է իմպուլսի լայնություն և կրկնության հաճախականություն):

MOPA լազերի աշխատանքի սկզբունքը հետևյալն է. գլխավոր օսցիլյատորը (MO) բարձր արդյունավետությամբ սերմնային աղբյուր է։կիսահաղորդչային լազերորը ստեղծում է կարգավորվող պարամետրերով սկզբնական ազդանշանային լույս՝ ուղղակի իմպուլսային մոդուլյացիայի միջոցով: Դաշտային ծրագրավորվող դարպասային զանգվածի (FPGA) գլխավոր կառավարման համակարգը արտածում է կարգավորվող պարամետրերով իմպուլսային հոսանքի ազդանշաններ, որոնք կառավարվում են շարժիչի միացման միջոցով՝ սկզբնական աղբյուրը գործարկելու և սկզբնական լույսի նախնական մոդուլյացիան ավարտելու համար: FPGA գլխավոր կառավարման վահանակից կառավարման հրահանգները ստանալուց հետո, պոմպի աղբյուրի շարժիչի միացումը գործարկում է պոմպի աղբյուրը՝ պոմպի լույս ստեղծելու համար: Սկզբնական լույսը և պոմպի լույսը ճառագայթային բաժանիչով միացնելուց հետո, դրանք համապատասխանաբար ներարկվում են Yb3+ -լեգիրված կրկնակի պատված օպտիկական մանրաթելի (YDDCF) մեջ՝ երկաստիճան օպտիկական ուժեղացման մոդուլում: Այս գործընթացի ընթացքում Yb3+ իոնները կլանում են պոմպի լույսի էներգիան՝ ձևավորելով բնակչության ինվերսիայի բաշխում: Հետագայում, շարժվող ալիքի ուժեղացման և խթանված ճառագայթման սկզբունքների հիման վրա, սկզբնական ազդանշանային լույսը հասնում է բարձր հզորության աճի երկաստիճան օպտիկական ուժեղացման մոդուլում, ի վերջո արտածելով բարձր հզորությաննանովայրկյանային իմպուլսային լազերԳագաթնակետային հզորության աճի պատճառով ուժեղացված իմպուլսային ազդանշանը կարող է ենթարկվել իմպուլսի լայնության սեղմման՝ ուժեղացման կլանման էֆեկտի պատճառով: Գործնական կիրառություններում բազմաստիճան ուժեղացման կառուցվածքները հաճախ կիրառվում են ելքային հզորությունն ու ուժեղացման արդյունավետությունը էլ ավելի բարձրացնելու համար:

MOPA լազերային սխեմաների համակարգը բաղկացած է FPGA գլխավոր կառավարման վահանակից, պոմպի աղբյուրից, սկզբնական աղբյուրից, վարորդական սխեմաներից, ուժեղացուցիչից և այլն: FPGA գլխավոր կառավարման վահանակը սնուցման աղբյուրը մղում է դեպի MW մակարդակի հում սկզբնական լույսի իմպուլսներ՝ կարգավորելի պարամետրերով՝ ստեղծելով իմպուլսային էլեկտրական ազդանշաններ՝ կարգավորելի ալիքաձևերով, իմպուլսի լայնություններով (5-ից 200 նվ) և կրկնության հաճախականությամբ (30-ից 900 կՀց): Այս ազդանշանը մեկուսիչի միջոցով մուտքագրվում է նախաուժեղացուցիչից և գլխավոր ուժեղացուցիչից կազմված երկաստիճան օպտիկական ուժեղացման մոդուլին, և վերջապես արտածում է բարձր էներգիայի կարճ իմպուլսային լազեր՝ կոլիմացիայի ֆունկցիայով օպտիկական մեկուսիչի միջոցով: Սկզբնական աղբյուրը հագեցած է ներքին լուսադետեկտորով՝ ելքային հզորությունը իրական ժամանակում վերահսկելու և այն FPGA գլխավոր կառավարման վահանակին վերադարձնելու համար: Գլխավոր կառավարման վահանակը կառավարում է պոմպի շարժիչի 1 և 2 սխեմաները՝ պոմպի 1, 2 և 3 աղբյուրների բացման և փակման գործողությունները իրականացնելու համար: Երբլուսադետեկտորազդանշանային լույսի ելքը չհայտնաբերելու դեպքում գլխավոր կառավարման վահանակը կանջատի պոմպի աղբյուրը՝ YDDCF-ին և օպտիկական սարքերին վնասը կանխելու համար՝ սկզբնական լույսի մուտքի բացակայության պատճառով։

MOPA լազերային օպտիկական ուղու համակարգը ընդունում է ամբողջությամբ մանրաթելային կառուցվածք և բաղկացած է հիմնական տատանողական մոդուլից և երկաստիճան ուժեղացման մոդուլից: Հիմնական տատանողական մոդուլը որպես սկզբնական աղբյուր օգտագործում է կիսահաղորդչային լազերային դիոդ (LD)՝ 1064 նմ կենտրոնական ալիքի երկարությամբ, 3 նմ գծի լայնությամբ և 400 մՎտ առավելագույն անընդհատ ելքային հզորությամբ, և այն համատեղում է մանրաթելային Բրեգգի ցանցի (FBG) հետ՝ 99% անդրադարձունակությամբ 1063.94 նմ-ում և 3.5 նմ գծի լայնությամբ՝ ալիքի երկարության ընտրության համակարգ ձևավորելու համար: Երկաստիճան ուժեղացման մոդուլն ընդունում է հակադարձ պոմպի դիզայն, և YDDCF-ները՝ 8 և 30 մկմ միջուկի տրամագծով, համապատասխանաբար կարգավորված են որպես ուժեղացման միջավայր: Համապատասխան ծածկույթի պոմպի կլանման գործակիցները համապատասխանաբար 1.0 և 2.1 դԲ/մ են 915 նմ-ում: