Բևեռացված մանրաթելային նեղ գծի լայնությամբ լազերի օպտիկական ուղու նախագծում

Բևեռացված մանրաթելի օպտիկական ուղու նախագծումնեղ գծի լայնությամբ լազեր

1. Ընդհանուր տեսք

1018 նմ բևեռացված մանրաթելային նեղ գծի լայնությամբ լազեր։ Աշխատանքային ալիքի երկարությունը 1018 նմ է, լազերի ելքային հզորությունը՝ 104 Վտ, 3 դԲ և 20 դԲ սպեկտրալ լայնությունները համապատասխանաբար կազմում են ~21 ԳՀց և ~72 ԳՀց, բևեռացման մարման հարաբերակցությունը >17.5 դԲ է, իսկ ճառագայթի որակը բարձր է (2 x M – 1.62 և 2 յ M): Aլազերային համակարգ79% (∼1.63) թեքության արդյունավետությամբ։

2. Օպտիկական ուղու նկարագրությունը

Մինեղ գծի լայնությամբ բևեռացված մանրաթելային լազեր, գծային բևեռացված մանրաթելային լազերային օսցիլյատորը կազմված է բևեռացումը պահպանող մանրաթելային ցանցերի զույգից և 1.5 մետր երկարությամբ 10/125 մկմ իտերբիումով լեգիրված կրկնակի պատված բևեռացումը պահպանող մանրաթելից՝ որպես ուժեղացման միջավայր: Այս օպտիկական մանրաթելի կլանման գործակիցը 976 նմ-ում կազմում է 5 դԲ/մ: Լազերային օսցիլյատորը մղվում է 976 նմ ալիքի երկարությամբ ֆիքսվածկիսահաղորդչային լազեր27 Վտ առավելագույն հզորությամբ՝ բևեռականություն պահպանող (1+1)×1 ճառագայթային համակցիչի միջոցով: Բարձր անդրադարձման ցանցն ունի ավելի քան 99% անդրադարձման ունակություն, իսկ 3 դԲ անդրադարձման թողունակությունը մոտավորապես 0.22 նմ է: Ցանցի ցածր անդրադարձման ունակությունը 40% է, իսկ 3 դԲ անդրադարձման թողունակությունը մոտավորապես 0.216 նմ: Երկու ցանցերի կենտրոնական անդրադարձման ալիքի երկարությունները 1018 նմ են: Լազերային ռեզոնատորի ելքային հզորությունը և ASE ճնշման հարաբերակցությունը հավասարակշռելու համար ցանցի ցածր անդրադարձման ունակությունը օպտիմալացվել է մինչև 40%: Բարձր անդրադարձման ցանցի պոչային մանրաթելը միացված է ուժեղացման մանրաթելին, մինչդեռ ցածր անդրադարձման ցանցի պոչային մանրաթելը պտտվում է 90°-ով և միացված է պատյանային ֆիլտրի պոչային մանրաթելին: Այսպիսով, բարձր անդրադարձման ցանցի արագ առանցքի անդրադարձման ալիքի երկարության գագաթնակետային դիրքը համապատասխանում է ցածր անդրադարձման ցանցի դանդաղ առանցքի անդրադարձման ալիքի երկարությանը: Այս կերպ, ռեզոնանսային խոռոչում կարող է տատանվել միայն մեկ բևեռացված լազեր։ Օպտիկական մանրաթելային պատյանի մեջ մնացած պոմպային լույսը զտվում է ռեզոնանսային խոռոչին միացված ինքնաշեն պատյանի ֆիլտրով, իսկ ելքային հյուսակը թեքվում է 8°-ով՝ ծայրային հետադարձ կապը և պարազիտային տատանումները կանխելու համար։

3. Նախապատմություն

Գծային բևեռացված մանրաթելային լազերների առաջացման մեխանիզմը. Լարվածության կրկնակի բեկման պատճառով տանձաձև բևեռացումը պահպանող մանրաթելն ունի երկու օրթոգոնալ բևեռացման առանցքներ, որոնք հայտնի են որպես արագ առանցք և դանդաղ առանցք: Ընդհանուր առմամբ, քանի որ դանդաղ առանցքի բեկման ցուցիչը մեծ է արագ առանցքի բեկման ցուցիչից, բևեռացումը պահպանող մանրաթելի վրա գրված ցանցն ունի երկու տարբեր կենտրոնական ալիքի երկարություններ: Գծային բևեռացված մանրաթելային լազերի ռեզոնանսային խոռոչը սովորաբար կազմված է երկու բևեռացումը պահպանող ցանցերից: Արագ և դանդաղ առանցքի վրա ցածր անդրադարձման ցանցի և բարձր անդրադարձման ցանցի ալիքի երկարությունները համապատասխանաբար համապատասխանում են: Երբ բևեռացումը պահպանող ցանցի անդրադարձման թողունակությունը բավականաչափ նեղ է, արագ և դանդաղ առանցքի ուղղություններով փոխանցման սպեկտրները կարող են առանձնացվել, և երկու ալիքի երկարությունները կարող են տատանվել ռեզոնանսային խոռոչում: Բևեռացումը պահպանող ցանցի կրկնակի ալիքի երկարության տատանման սկզբունքի համաձայն, փորձի ընթացքում դրան հասնելու համար կարելի է կիրառել զուգահեռ եռակցման մեթոդը: Եռակցման ընթացքում երկու ցանցերի բևեռացումը պահպանող առանցքները համընկնում են։ Այսպիսով, բարձր անդրադարձման ցանցի երկու փոխանցման գագաթները համապատասխանում են ցածր անդրադարձման ցանցի գագաթներին, և այդպիսով կարելի է ստանալ կրկնակի ալիքի երկարությամբ լազերային ելք։

Լազերային բևեռացման պահպանման իրական համակարգերում գծային թեքությունը կարևոր ցուցանիշ է գծային բևեռացված լազերների ելքային բնութագրերի գնահատման համար: Ընդհանուր առմամբ, բարձր անդրադարձման ցանցի պարբերությունը մեծ է ցածր անդրադարձման ցանցի պարբերությունից: Բարձր PER արժեքով գծային բևեռացված լազեր ստանալու համար անհրաժեշտ է տատանել միայն մեկ բևեռացման գագաթնակետը: Երբ ցածր անդրադարձման ցանցի արագ առանցքը գտնվում է բարձր անդրադարձման ցանցի դանդաղ առանցքի երկայնքով, ցածր անդրադարձման ցանցի արագ առանցքի ուղղությամբ կենտրոնական ալիքի երկարությունը համապատասխանում է բարձր անդրադարձման ցանցի դանդաղ առանցքի ուղղությամբ գտնվող ալիքի երկարությանը, մինչդեռ ցածր անդրադարձման ցանցի դանդաղ առանցքի ուղղությամբ փոխանցման գագաթնակետը չի համապատասխանում բարձր անդրադարձման ցանցի արագ առանցքի ուղղությամբ փոխանցման գագաթնակետին: Այս կերպ, մեկ փոխանցման գագաթնակետը կարող է տատանվել: Նմանապես, երբ ցածր անդրադարձման ցանցի դանդաղ առանցքը գտնվում է բարձր անդրադարձման ցանցի արագ առանցքի երկայնքով, ցածր անդրադարձման ցանցի դանդաղ առանցքի կենտրոնական ալիքի երկարությունը համապատասխանում է բարձր անդրադարձման ցանցի արագ առանցքի ալիքի երկարությանը, մինչդեռ ցածր անդրադարձման ցանցի արագ առանցքի փոխանցման գագաթնակետը չի համապատասխանում բարձր անդրադարձման ցանցի դանդաղ առանցքի ալիքի երկարությանը: Այս կերպ, մեկ փոխանցման գագաթնակետը նույնպես կարող է տատանվել: Վերոնշյալ երկու մեթոդներն էլ կարող են ապահովել գծային բևեռացված լազերային ելք: Բևեռացումը պահպանող ցանցի միալիքային գծային բևեռացված լազերային տատանման սկզբունքի համաձայն, փորձի ընթացքում դրան հասնելու համար կարելի է կիրառել օրթոգոնալ սփլայսինգի մեթոդը: Երբ բարձր անդրադարձման ցանցի և ցածր անդրադարձման ցանցի բևեռացման պահպանման առանցքների միացման անկյունը 90° է, բարձր անդրադարձման ցանցի դանդաղ առանցքի ուղղությամբ փոխանցման գագաթնակետը համապատասխանում է ցածր անդրադարձման ցանցի արագ առանցքի ուղղությամբ փոխանցման գագաթնակետին, և այդպիսով կարելի է իրականացնել միալիքային երկարությամբ գծային բևեռացված մանրաթելային լազերի ելքը։