Потужний імпульсний лазерз повністю волокнистою структурою MOPA
Основні структурні типи волоконних лазерів включають структури з одним резонатором, комбіновані променеві лазери та головні коливальні підсилювачі потужності (MOPA). Серед них структура MOPA стала одним із сучасних дослідницьких напрямків завдяки своїй здатності досягати високої продуктивності.імпульсний лазервихід з регульованою шириною імпульсу та частотою повторення (що називається шириною імпульсу та частотою повторення).
Принцип роботи лазера MOPA полягає в наступному: основний генератор (MO) є високопродуктивним джерелом початкового випромінювання.напівпровідниковий лазерякий генерує початкове сигнальне світло з регульованими параметрами за допомогою прямої імпульсної модуляції. Головне керування програмованою вентильною матрицею (FPGA) видає імпульсні сигнали струму з регульованими параметрами, які контролюються схемою керування для керування початковим джерелом та завершення початкової модуляції початкового світла. Після отримання інструкцій керування від головної плати керування FPGA, схема керування джерелом накачування запускає джерело накачування для генерації початкового світла. Після того, як початкове світло та накачування з'єднуються розщеплювачем променя, вони відповідно вводяться в леговане Yb3+ оптичне волокно з подвійною оболонкою (YDDCF) у двоступеневому модулі оптичного підсилення. Під час цього процесу іони Yb3+ поглинають енергію накачування, формуючи інверсний розподіл населеності. Згодом, на основі принципів підсилення біжучої хвилі та вимушеного випромінювання, початкове сигнальне світло досягає високого коефіцієнта посилення потужності у двоступеневому модулі оптичного підсилення, зрештою виводячи потужний сигнал.наносекундний імпульсний лазерЧерез збільшення пікової потужності, посилений імпульсний сигнал може зазнавати стиснення ширини імпульсу через ефект обмеження коефіцієнта посилення. У практичному застосуванні для подальшого підвищення вихідної потужності та ефективності посилення часто використовуються багатокаскадні структури посилення.
Лазерна схема MOPA складається з головної плати керування FPGA, джерела накачування, джерела початкового випромінювання, плати драйвера, підсилювача тощо. Головна плата керування FPGA керує джерелом початкового випромінювання для виведення імпульсів початкового випромінювання рівня НВЧ з регульованими параметрами, генеруючи імпульсні електричні сигнали з регульованими формами хвиль, шириною імпульсів (від 5 до 200 нс) та частотою повторення (від 30 до 900 кГц). Цей сигнал подається через ізолятор на двоступеневий модуль оптичного підсилення, що складається з попереднього підсилювача та основного підсилювача, і, нарешті, виводить високоенергетичний короткоімпульсний лазер через оптичний ізолятор з функцією колімації. Джерело початкового випромінювання оснащене внутрішнім фотодетектором для контролю вихідної потужності в режимі реального часу та подачі її назад на головну плату керування FPGA. Головна плата керування керує схемами керування насосом 1 та 2 для здійснення операцій відкриття та закриття джерел накачування 1, 2 та 3. Коли...фотодетекторЯкщо не вдається виявити вихідний сигнальний індикатор, головна плата керування вимкне джерело живлення насоса, щоб запобігти пошкодженню YDDCF та оптичних пристроїв через відсутність вхідного сигналу насіння.
Система лазерного оптичного шляху MOPA має повністю волоконну структуру та складається з основного модуля коливань та двоступеневого модуля підсилення. Основний модуль коливань використовує напівпровідниковий лазерний діод (LD) з центральною довжиною хвилі 1064 нм, шириною лінії 3 нм та максимальною безперервною вихідною потужністю 400 мВт як джерело вихідного сигналу, і поєднує його з волоконною брегівською ґраткою (FBG) з коефіцієнтом відбиття 99% при 1063,94 нм та шириною лінії 3,5 нм для формування системи вибору довжини хвилі. Двоступеневий модуль підсилення використовує конструкцію зворотного накачування, а YDDCF з діаметром осердя 8 та 30 мкм відповідно налаштовані як підсилювальне середовище. Відповідні коефіцієнти поглинання покриття накачування становлять 1,0 та 2,1 дБ/м при 915 нм відповідно.
Час публікації: 17 вересня 2025 р.