High-power pulsed laser na may all-fiber na istraktura ng MOPA

High-power pulsed laserna may all-fiber na istraktura ng MOPA

Kasama sa mga pangunahing istrukturang uri ng fiber laser ang solong resonator, kumbinasyon ng sinag at mga istrukturang master oscillating power amplifier (MOPA). Kabilang sa mga ito, ang istraktura ng MOPA ay naging isa sa mga kasalukuyang hotspot ng pananaliksik dahil sa kakayahan nitong makamit ang mataas na pagganap.pulsed laseroutput na may adjustable pulse width at repetition frequency (tinukoy bilang pulse width at repetition frequency).

Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng MOPA laser ay ang mga sumusunod: Ang pangunahing oscillator (MO) ay isang high-performance seed sourcelaser ng semiconductorna bumubuo ng seed signal light na may mga adjustable na parameter sa pamamagitan ng direktang pulse modulation. Ang Field Programmable gate Array (FPGA) main control ay naglalabas ng pulse current signal na may mga adjustable na parameter, na kinokontrol ng drive circuit upang patakbuhin ang pinagmumulan ng binhi at kumpletuhin ang paunang modulasyon ng seed light. Pagkatapos matanggap ang mga tagubilin sa kontrol mula sa FPGA main control board, ang pump source drive circuit ay magsisimula sa pump source upang makabuo ng pump light. Matapos ang seed light at ang pump light ay pinagsama ng beam splitter, ang mga ito ay ini-injected sa Yb3+ -doped double-clad optical fiber (YDDCF) sa two-stage optical amplification module. Sa prosesong ito, sinisipsip ng mga Yb3+ ions ang enerhiya ng pump light upang bumuo ng pamamahagi ng pagbaligtad ng populasyon. Kasunod nito, batay sa mga prinsipyo ng travelling wave amplification at stimulated emission, nakakamit ng seed signal light ang mataas na power gain sa two-stage optical amplification module, na sa huli ay naglalabas ng high-powernanosecond pulsed laser. Dahil sa pagtaas ng peak power, ang amplified pulse signal ay maaaring makaranas ng pulse width compression dahil sa gain clamping effect. Sa mga praktikal na aplikasyon, ang mga multi-stage na istruktura ng amplification ay madalas na pinagtibay upang higit pang mapahusay ang output power at makakuha ng kahusayan.

Ang MOPA laser circuit system ay binubuo ng isang FPGA main control board, isang pump source, isang seed source, isang driver circuit board, isang amplifier, atbp. Ang FPGA main control board ay nagtutulak sa pinagmumulan ng binhi upang mag-output ng MW-level na raw seed light pulses na may adjustable parameters sa pamamagitan ng pagbuo ng pulse electrical signals na may adjustable waveforms, pulse widths (5 to 3000ns), at pulso widths (5 to 3000ns), at pulso widths (5 to 3000ns). Ang signal na ito ay input sa pamamagitan ng isolator sa two-stage optical amplification module na binubuo ng preamplifier at ang pangunahing amplifier, at sa wakas ay naglalabas ng high-energy short-pulse laser sa pamamagitan ng optical isolator na may collimation function. Ang pinagmumulan ng binhi ay nilagyan ng panloob na photodetector upang subaybayan ang kapangyarihan ng output sa real time at ibalik ito sa pangunahing control board ng FPGA. Kinokontrol ng pangunahing control board ang pump drive circuits 1 at 2 upang makamit ang pagbubukas at pagsasara ng mga operasyon ng pump source 1, 2 at 3. Kapag angphotodetectornabigo na makita ang output ng signal light, isasara ng main control board ang pump source upang maiwasan ang pinsala sa YDDCF at optical device dahil sa kakulangan ng seed light input

Ang MOPA laser optical path system ay gumagamit ng isang all-fiber na istraktura at binubuo ng isang pangunahing oscillation module at isang two-stage amplification module. Ang pangunahing module ng oscillation ay kumukuha ng semiconductor laser diode (LD) na may gitnang wavelength na 1064nm, isang linewidth na 3nm, at isang maximum na tuluy-tuloy na output power na 400mW bilang pinagmumulan ng binhi, at pinagsasama ito sa isang fiber Bragg grating (FBG) na may reflectivity na 99%@1063.94nth ng wavelength at 3.5nth na haba ng line. sistema ng pagpili. Ang 2-stage amplification module ay gumagamit ng reverse pump na disenyo, at ang YDDCF na may core diameters na 8 at 30μm ay ayon sa pagkaka-configure bilang gain media. Ang kaukulang coating pump absorption coefficients ay 1.0 at 2.1dB/m@915nm, ayon sa pagkakabanggit.