Основна структура одномодового волоконного лазера

Основна структураодномодовий волоконний лазер

Видатна продуктивність одномодовоговолоконний лазервипливає з їхньої точної внутрішньої конструкції. Ефективна спільна робота всіх компонентів є основою для досягнення стабільного та високоякісного лазерного випромінювання.

Наприклад, для заряджання легованого волокна використовується лазер з довжиною хвилі 976 нм та відносно високою ефективністю електрооптичного перетворення, а потім для направлення зарядженого легованого волокна використовується вихідне світло з довжиною хвилі 1064 нм та гарною якістю променя, що дозволяє вивільняти лазер з довжиною хвилі 1064 нм та вищою енергією. Чим вища необхідна енергія лазера з довжиною хвилі 1064 нм, тим більша потужність та кількість джерела накачування потрібні.

Детальний опис ключових компонентів

Джерело насоса є джерелом енергіїлазер, зазвичайнапівпровідниковий лазердіод, довжина хвилі випромінювання якого відповідає піку поглинання середовища підсилення (наприклад, волокно, леговане ітербієм, відповідає довжині хвилі 915 нм або 976 нм). Одномодовий лазер вимагає, щоб джерело світла накачування також мало високу просторову когерентність. Тому часто використовуються одномодові лазерні діоди, пов'язані з волоконно-оптичним волокном, щоб забезпечити ефективне введення світла накачування в тонку серцевину одномодового волокна.

2. Підсилювальні волокна є основним середовищем для генерації лазера і зазвичай являють собою кварцові скляні волокна, леговані рідкоземельними елементами. До поширених легованих іонів належать ітербій (Yb³⁺), ербій (Er³⁺), тулій (Tm³⁺) тощо, які відповідають різним діапазонам довжин хвиль вихідного випромінювання (таким як 1064 нм, 1550 нм, 2 мкм тощо). Довжина підсилювального волокна повинна бути точно розрахована, щоб забезпечити повне поглинання світла накачування, зберігаючи при цьому високоефективне оптооптичне перетворення.

3. Найпоширенішою формою реалізації резонансного резонатора є пара волоконних брегівських ґраток. Ґратка формується шляхом впливу на оптичні волокна інтерференційних смуг ультрафіолетового лазера, що викликає постійну періодичну зміну показника заломлення їх основних областей. Контролюючи період і довжину ґратки, можна точно контролювати центральну довжину хвилі та смугу пропускання її відбиття. Ця повністю волокниста структура резонансного резонатора не потребує дискретних компонентів, таких як оптичні лінзи, що значно підвищує стабільність та стійкість системи до перешкод.

4. Вихідна система колімації променя зазвичай розташована за вихідною решіткою. Її функція полягає в перетворенні розбіжного лазера, що випромінюється оптичним волокном, на колімоване паралельне світло або в подальшому фокусуванні його на робочій поверхні. Ця система зазвичай включає самофокусуючі лінзи або мікромініатюрні групи лінз і має точну механічну структуру для забезпечення точності вирівнювання. Високоякісна оптична конструкція може ефективно зменшити аберації та забезпечити відмінний гауссівський розподіл вихідного променя.