Optical path na disenyo ng polarized fiber narrow-linewidth laser

Optical path na disenyo ng polarized fibermakitid-linewidth na laser

1. Pangkalahatang-ideya

1018 nm polarized fiber narrow-linewidth laser. Ang working wavelength ay 1018 nm, ang laser output power ay 104 W, ang spectral width 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 beam quality ay mataas (2 x M – 1.62 at 2 y M)sistema ng laserna may slope efficiency na 79% (∼1.63).

2. Paglalarawan ng optical path

Sa isangpolarized fiber narrow-linewidth laser, ang linearly polarized fiber laser oscillator ay binubuo ng isang pares ng polarization-maintaining fiber gratings at isang 1.5-meter-long 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 pumped ng isang 976 nm wavelength-lockedlaser ng semiconductorna may pinakamataas na kapangyarihan na 27 W sa pamamagitan ng isang polarity-maintaining (1+1)×1 beam combiner. Ang mataas na reflection grating ay may reflectivity na higit sa 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 gitnang reflection wavelength 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 pinagsama sa gain fiber, habang ang tail fiber ng low-reflection grating ay pinaikot ng 90° at pinagsama sa tail fiber ng cladding filter. Kaya, ang peak na posisyon 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 ng isang self-made cladding filter na pinagsama sa resonant cavity, at ang output pigtail ay beveled ng 8° upang maiwasan ang end face feedback at parasitic oscillation.

3. Kaalaman sa background

Ang mekanismo ng pagbuo ng linearly polarized fiber lasers: 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 gitnang 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 ang slow axis ay tumutugma ayon sa pagkakabanggit. Kapag ang reflection bandwidth ng polarization-maintaining grating ay sapat na makitid, ang transmission spectra sa fast axis at ang mabagal na direksyon ng axis ay maaaring paghiwalayin, at ang parehong wavelength ay maaaring mag-vibrate sa loob ng resonant cavity. Ayon sa prinsipyo ng dual-wavelength oscillation ng polarization-maintaining grating, sa eksperimento, ang parallel welding method ay maaaring gamitin upang makamit ito. Sa panahon ng hinang, ang polarization-maintaining axes ng dalawang gratings ay nakahanay. Sa ganitong paraan, ang dalawang transmission peak ng high-reflection grating ay tumutugma sa mga low-reflection grating, at sa gayon ay maaaring maisakatuparan ang dual-wavelength laser output.

Sa aktwal na mga sistema ng pagpapanatili ng polarization ng laser, ang linear skew ay isang mahalagang tagapagpahiwatig para sa pagsusuri ng mga katangian ng output ng mga linearly polarized na 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 lang 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 mabilis na axis na direksyon ng low-reflection grating ay tumutugma sa mabagal na axis na direksyon ng high-reflection grating, habang ang transmission peak sa mabagal na axis na direksyon ng low-reflection grating ng sa mataas na axisreflect grating ay hindi tumutugma sa transmission ng peak grating. Sa ganitong paraan, maaaring ma-vibrate ang isang transmission peak. Katulad nito, kapag ang mabagal na axis ng low-reflectance grating ay nasa kahabaan ng fast axis ng high-reflectance grating, ang gitnang wavelength ng slow axis ng low-reflectance grating ay tumutugma sa fast axis ng high-reflectance grating, habang ang transmission peak ng fast axis ng low-reflectance grating ay hindi tumutugma sa mabagal na axis ng grating. Sa ganitong paraan, maaari ding ma-vibrate ang isang transmission peak. Pareho sa dalawang pamamaraan sa itaas ay maaaring makamit ang linearly polarized laser output. Ayon sa single-wavelength na linearly polarized laser oscillation na prinsipyo ng polarization-maintaining grating, sa eksperimento, ang orthogonal splicing method ay maaaring gamitin upang makamit ito. Kapag ang splicing Angle ng polarization-maintaining axes ng high reflection grating at ang low reflection grating ay 90°, ang transmission peak sa mabagal na axis na direksyon ng high reflection grating ay tumutugma sa transmission peak sa fast axis na direksyon ng low reflection grating, at sa gayon ang output ng single-wavelength linearly polarized fiber laser ay maaaring maisakatuparan.