Disenyo ng optical path ng mga rectangular pulsed laser

Disenyo ng optical path ng parihabamga pulsed laser

Pangkalahatang-ideya ng disenyo ng optical path

Isang passive mode-locked dual-wavelength dissipative soliton resonant thulium-doped fiber laser batay sa isang nonlinear fiber ring mirror structure.

2. Paglalarawan ng landas na optikal

Ang dual-wavelength dissipative soliton resonant na may thulium dopedhibla ng lasergumagamit ng disenyo ng istrukturang lukab na hugis "8" (Larawan 1).

Ang kaliwang bahagi ang pangunahing unidirectional loop, habang ang kanang bahagi ay isang nonlinear optical fiber loop mirror structure. Ang kaliwang unidirectional loop ay may kasamang bundle splitter, isang 2.7m thulium-doped optical fiber (SM-TDF-10P130-HE), at isang 2 μm band optical fiber coupler na may coupling coefficient na 90:10. Isang polarization-dependent Isolator (PDI), dalawang Polarization Controller (Polarization controllers: PC), isang 0.41m Polarization-maintenance Fiber (PMF). Ang nonlinear fiber optic ring mirror structure sa kanan ay nakakamit sa pamamagitan ng pag-coupling ng liwanag mula sa kaliwang unidirectional loop patungo sa nonlinear fiber optic ring mirror sa kanan sa pamamagitan ng isang 2×2 structure optical coupler na may coefficient na 90:10. Ang nonlinear optical fiber ring mirror structure sa kanan ay may kasamang 75-metrong haba na optical fiber (SMF-28e) at isang polarization controller. Isang 75-metrong single-mode optical fiber ang ginagamit upang mapahusay ang nonlinear effect. Dito, isang 90:10 optical fiber coupler ang ginagamit upang mapataas ang nonlinear phase difference sa pagitan ng clockwise at counterclockwise propagation. Ang kabuuang haba ng dual-wavelength structure na ito ay 89.5 metro. Sa eksperimental na setup na ito, ang pump light ay unang dumadaan sa isang beam combiner upang maabot ang gain medium na thulium-doped optical fiber. Pagkatapos ng thulium-doped optical fiber, isang 90:10 coupler ang ikinokonekta upang i-circulate ang 90% ng enerhiya sa loob ng cavity at magpadala ng 10% ng enerhiya palabas ng cavity. Kasabay nito, ang isang birefringent Lyot filter ay binubuo ng isang polarization-maintaining optical fiber na matatagpuan sa pagitan ng dalawang polarization controllers at isang polarizer, na gumaganap ng papel sa pag-filter ng mga spectral wavelength.

3. Kaalaman sa background

Sa kasalukuyan, mayroong dalawang pangunahing pamamaraan para mapataas ang pulse energy ng mga pulsed laser. Ang isang pamamaraan ay ang direktang pagbabawas ng mga nonlinear effect, kabilang ang pagpapababa ng peak power ng mga pulse sa pamamagitan ng iba't ibang pamamaraan, tulad ng paggamit ng dispersion management para sa mga stretched pulse, giant chirped oscillator, at beam-splitting pulsed laser, atbp. Ang isa pang pamamaraan ay ang paghahanap ng mga bagong mekanismo na maaaring tiisin ang mas nonlinear phase accumulation, tulad ng self-similarity at rectangular pulse. Ang nabanggit na pamamaraan ay maaaring matagumpay na palakasin ang pulse energy ngpulsed lasersampu-sampung nanojoules. Ang dissipative soliton resonance (Dissipative soliton resonance: DSR) ay isang mekanismo ng pagbuo ng hugis-parihaba na impulse na unang iminungkahi nina N. Akhmediev et al. noong 2008. Ang katangian ng dissipative soliton resonance pulses ay, habang pinapanatili ang amplitude na pare-pareho, ang lapad ng pulso at enerhiya ng non-wave splitting rectangular pulse ay tumataas nang monotoniko kasabay ng pagtaas ng lakas ng bomba. Ito, sa isang tiyak na lawak, ay lumalampas sa limitasyon ng tradisyonal na teorya ng soliton sa single-pulse energy. Ang dissipative soliton resonance ay maaaring makamit sa pamamagitan ng pagbuo ng saturated absorption at reverse saturated absorption, tulad ng nonlinear polarization rotation effect (NPR) at nonlinear fiber ring mirror effect (NOLM). Karamihan sa mga ulat sa pagbuo ng dissipative soliton resonance pulses ay batay sa dalawang mekanismong ito ng mode-locking.