Disenyo ng optical path ng polarized fiber narrow-linewidth laser

Disenyo ng optical path ng polarized fiberlaser na may makitid na lapad ng linya

1. Pangkalahatang-ideya

1018 nm polarized fiber narrow-linewidth laser. Ang gumaganang wavelength ay 1018 nm, ang lakas ng output ng laser ay 104 W, ang spectral widths na 3 dB at 20 dB ay ~21 GHz at ~72 GHz ayon sa pagkakabanggit, ang polarization extinction ratio ay >17.5 dB, at ang kalidad ng beam ay mataas (2 x M – 1.62 at 2 y M) Asistema ng laserna may kahusayan sa slope na 79% (∼1.63).

2. Paglalarawan ng landas na optikal

Sa isangpolarized fiber na makitid na linewidth laser, ang linearly polarized fiber laser oscillator ay binubuo ng isang pares ng polarization-maintaining fiber gratings at isang 1.5-metrong haba na 10/125 μm ytterbium-doped double-clad polarization-maintaining fiber bilang gain medium. Ang absorption coefficient ng optical fiber na ito sa 976 nm ay 5 dB/m. Ang laser oscillator ay pinabomba ng isang 976 nm wavelength-lockedlaser na semikondaktorna may pinakamataas na lakas na 27 W sa pamamagitan ng isang polarity-maintaining (1+1)×1 beam combiner. Ang high reflection grating ay may reflectivity na mahigit 99%, at ang 3 dB reflection bandwidth ay humigit-kumulang 0.22 nm. Ang mababang reflectivity ng grating ay 40%, at ang 3 dB reflection bandwidth ay humigit-kumulang 0.216 nm. Ang central reflection wavelengths ng parehong gratings ay nasa 1018 nm. Upang balansehin ang output power ng laser resonator at ang ASE suppression ratio, ang mababang reflectivity ng grating ay na-optimize sa 40%. Ang tail fiber ng high-reflection grating ay pinagdugtong sa gain fiber, habang ang tail fiber ng low-reflection grating ay iniikot ng 90° at pinagdugtong sa tail fiber ng cladding filter. Kaya, ang peak position ng fast-axis reflection wavelength ng high-reflection grating ay tumutugma sa slow-axis reflection wavelength ng low-reflection grating. Sa ganitong paraan, isang polarized laser lamang ang maaaring mag-oscillate sa resonant cavity. Ang natitirang pump light sa optical fiber cladding ay sinasala palabas ng isang self-made cladding filter na isinama sa resonant cavity, at ang output pigtail ay ini-bevel ng 8° upang maiwasan ang end face feedback at parasitic oscillation.

3. Kaalaman sa background

Ang mekanismo ng pagbuo ng mga linearly polarized fiber laser: Dahil sa stress birefringence, ang hugis-peras na polarization-maintaining fiber ay may dalawang orthogonal polarization axes, na kilala bilang fast axis at slow axis. Sa pangkalahatan, dahil ang refractive index ng slow axis ay mas malaki kaysa sa fast axis, ang grating na nakasulat sa polarization-maintaining fiber ay may dalawang magkaibang central wavelength. Ang resonant cavity ng isang linearly polarized fiber laser ay karaniwang binubuo ng dalawang polarization-maintaining gratings. Ang mga wavelength ng low-reflection grating at high-reflection grating sa fast axis at slow axis ay magkatugma ayon sa pagkakabanggit. Kapag ang reflection bandwidth ng polarization-maintaining grating ay sapat na makitid, ang transmission spectra sa direksyon ng fast axis at slow axis ay maaaring paghiwalayin, at ang parehong wavelength ay maaaring mag-vibrate sa loob ng resonant cavity. Ayon sa dual-wavelength oscillation principle ng polarization-maintaining grating, sa eksperimento, maaaring gamitin ang parallel welding method upang makamit ito. Habang hinang, ang mga polarization-maintaining axes ng dalawang grating ay nakahanay. Sa ganitong paraan, ang dalawang transmission peak ng high-reflection grating ay tumutugma sa mga sa low-reflection grating, at sa gayon ay makakamit ang dual-wavelength laser output.

Sa mga aktwal na sistemang nagpapanatili ng polarisasyon ng laser, ang linear skew ay isang mahalagang tagapagpahiwatig para sa pagsusuri ng mga katangian ng output ng mga linearly polarized laser. Sa pangkalahatan, ang panahon ng isang high-reflectance grating ay mas malaki kaysa sa isang low-reflectance grating. Upang makamit ang isang linearly polarized laser na may mataas na PER value, isang polarization peak lamang ang kailangang mag-vibrate. Kapag ang mabilis na axis ng low-reflectance grating ay nasa kahabaan ng mabagal na axis ng high-reflectance grating, ang gitnang wavelength sa direksyon ng mabilis na axis ng low-reflection grating ay tumutugma sa nasa direksyon ng mabagal na axis ng high-reflection grating, habang ang transmission peak sa direksyon ng mabagal na axis ng low-reflection grating ay hindi tumutugma sa transmission peak sa direksyon ng mabilis na axis ng high-reflection grating. Sa ganitong paraan, maaaring i-vibrate ang isang transmission peak. Gayundin, kapag ang mabagal na aksis ng isang low-reflectance grating ay nasa kahabaan ng mabilis na aksis ng isang high-reflectance grating, ang gitnang wavelength ng mabagal na aksis ng low-reflectance grating ay tumutugma sa mabilis na aksis ng high-reflectance grating, habang ang transmission peak ng mabilis na aksis ng low-reflectance grating ay hindi tumutugma sa mabagal na aksis ng high-reflectance grating. Sa ganitong paraan, maaari ring i-vibrate ang isang transmission peak. Ang parehong nabanggit na dalawang pamamaraan ay maaaring makamit ang linearly polarized laser output. Ayon sa prinsipyo ng single-wavelength linearly polarized laser oscillation ng polarization-maintaining grating, sa eksperimento, maaaring gamitin ang orthogonal splicing method upang makamit ito. Kapag ang anggulo ng splicing ng mga polarization-maintaining axes ng high reflection grating at low reflection grating ay 90°, ang transmission peak sa direksyon ng slow axis ng high reflection grating ay tumutugma sa transmission peak sa direksyon ng fast axis ng low reflection grating, at sa gayon ay makakamit ang output ng single-wavelength linearly polarized fiber laser.