துருவப்படுத்தப்பட்ட இழை குறுகிய அலைவரிசை லேசரின் ஒளியியல் பாதை வடிவமைப்பு

துருவப்படுத்தப்பட்ட இழையின் ஒளிப் பாதை வடிவமைப்புகுறுகிய-வரி அகல லேசர்

1. கண்ணோட்டம்

1018 nm துருவப்படுத்தப்பட்ட ஃபைபர் குறுகிய அலைவரிசை லேசர். இதன் செயல்படும் அலைநீளம் 1018 nm, லேசரின் வெளியீட்டுத் திறன் 104 W, 3 dB மற்றும் 20 dB-க்கான நிறமாலை அகலங்கள் முறையே ~21 GHz மற்றும் ~72 GHz ஆகும், துருவப்படுத்தல் அணைப்பு விகிதம் >17.5 dB, மற்றும் கற்றையின் தரம் உயர்வானது (2 x M – 1.62 மற்றும் 2 y M).லேசர் அமைப்பு79% (∼1.63) சரிவு செயல்திறனுடன்.

2. ஒளியியல் பாதை விளக்கம்

ஒருதுருவப்படுத்தப்பட்ட இழை குறுகிய அலைவரிசை லேசர்நேரியல் துருவப்படுத்தப்பட்ட ஃபைபர் லேசர் அலைவியானது, ஒரு ஜோடி துருவப்படுத்தலைப் பராமரிக்கும் ஃபைபர் கிரேட்டிங்குகள் மற்றும் பெருக்க ஊடகமாக 1.5 மீட்டர் நீளமுள்ள 10/125 μm இட்டர்பியம் கலந்த இரட்டைக் கவச துருவப்படுத்தலைப் பராமரிக்கும் ஃபைபர் ஆகியவற்றால் ஆனது. 976 nm-ல் இந்த ஒளியிழையின் உட்கிரகிப்புக் குணகம் 5 dB/m ஆகும். இந்த லேசர் அலைவியானது 976 nm அலைநீளம் பூட்டப்பட்ட ஒரு கற்றையால் இயக்கப்படுகிறது.குறைக்கடத்தி லேசர்துருவமுனைப்பு-பராமரிக்கும் (1+1)×1 கற்றை இணைப்பான் வழியாக 27 W அதிகபட்ச சக்தியுடன். உயர் பிரதிபலிப்பு கிரேட்டிங் 99%-க்கும் அதிகமான பிரதிபலிப்புத்திறனைக் கொண்டுள்ளது, மற்றும் 3 dB பிரதிபலிப்பு அலைவரிசை தோராயமாக 0.22 nm ஆகும். கிரேட்டிங்கின் குறைந்த பிரதிபலிப்புத்திறன் 40% ஆகும், மற்றும் 3 dB பிரதிபலிப்பு அலைவரிசை தோராயமாக 0.216 nm ஆகும். இரண்டு கிரேட்டிங்குகளின் மையப் பிரதிபலிப்பு அலைநீளங்கள் 1018 nm-இல் உள்ளன. லேசர் ரெசனேட்டரின் வெளியீட்டு சக்தியையும் ASE அடக்குதல் விகிதத்தையும் சமநிலைப்படுத்த, கிரேட்டிங்கின் குறைந்த பிரதிபலிப்புத்திறன் 40%-ஆக உகந்ததாக்கப்பட்டது. உயர்-பிரதிபலிப்பு கிரேட்டிங்கின் வால் இழை, ஆதாய இழையுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, அதேசமயம் குறைந்த-பிரதிபலிப்பு கிரேட்டிங்கின் வால் இழை 90° சுழற்றப்பட்டு உறை வடிகட்டியின் வால் இழையுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இதனால், உயர்-பிரதிபலிப்பு கிரேட்டிங்கின் வேக-அச்சு பிரதிபலிப்பு அலைநீளத்தின் உச்ச நிலை, குறைந்த-பிரதிபலிப்பு கிரேட்டிங்கின் மெது-அச்சு பிரதிபலிப்பு அலைநீளத்துடன் பொருந்துகிறது. இந்த வழியில், ஒத்ததிர்வுக் குழியில் ஒரே ஒரு முனைவாக்கப்பட்ட லேசர் மட்டுமே அலைவுற முடியும். ஒளியிழை உறையில் மீதமுள்ள பம்ப் ஒளியானது, ஒத்ததிர்வுக் குழியுடன் இணைக்கப்பட்ட, சுயமாக உருவாக்கப்பட்ட உறை வடிகட்டி மூலம் வடிகட்டப்படுகிறது, மேலும் இறுதி முகப் பின்னூட்டம் மற்றும் தேவையற்ற அலைவுகளைத் தடுப்பதற்காக வெளியீட்டுப் பிக்டெயில் 8° கோணத்தில் சரிசெய்யப்பட்டுள்ளது.

3. பின்னணி அறிவு

நேரியல் துருவமுனைப்புள்ள ஃபைபர் லேசர்களின் உருவாக்கப் பொறிமுறை: அழுத்த இருவகை ஒளிவிலகல் காரணமாக, பேரிக்காய் வடிவ துருவமுனைப்பு-பராமரிப்பு ஃபைபர், வேக அச்சு மற்றும் மெது அச்சு என அறியப்படும் இரண்டு செங்குத்தான துருவமுனைப்பு அச்சுகளைக் கொண்டுள்ளது. பொதுவாக, மெது அச்சின் ஒளிவிலகல் குறியீடு வேக அச்சின் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை விட அதிகமாக இருப்பதால், துருவமுனைப்பு-பராமரிப்பு ஃபைபரில் எழுதப்பட்ட கீற்றானது இரண்டு வெவ்வேறு மைய அலைநீளங்களைக் கொண்டுள்ளது. ஒரு நேரியல் துருவமுனைப்புள்ள ஃபைபர் லேசரின் அதிர்வுறு குழி பொதுவாக இரண்டு துருவமுனைப்பு-பராமரிப்பு கீற்றுகளால் ஆனது. வேக அச்சில் உள்ள குறைந்த-பிரதிபலிப்பு கீற்று மற்றும் மெது அச்சில் உள்ள அதிக-பிரதிபலிப்பு கீற்று ஆகியவற்றின் அலைநீளங்கள் முறையே ஒன்றுக்கொன்று ஒத்திருக்கின்றன. துருவமுனைப்பு-பராமரிப்பு கீற்றின் பிரதிபலிப்பு அலைவரிசை போதுமான அளவு குறுகியதாக இருக்கும்போது, ​​வேக அச்சு மற்றும் மெது அச்சு திசைகளில் உள்ள கடத்து நிறமாலைகளைப் பிரிக்க முடியும், மேலும் இரண்டு அலைநீளங்களும் அதிர்வுறு குழிக்குள் அதிர்வுறும். துருவமுனைப்பு-பராமரிக்கும் கீற்றணியின் இரட்டை அலைநீள அலைவுக் கொள்கையின்படி, இந்தச் சோதனையில், இணை பற்றவைப்பு முறையைப் பயன்படுத்தி அதை அடையலாம். பற்றவைப்பின் போது, ​​இரண்டு கீற்றணிகளின் துருவமுனைப்பு-பராமரிக்கும் அச்சுகள் ஒரே நேர்கோட்டில் அமைக்கப்படுகின்றன. இதன் மூலம், அதிக-பிரதிபலிப்பு கீற்றணியின் இரண்டு கடத்தல் உச்சங்கள், குறைந்த-பிரதிபலிப்பு கீற்றணியின் உச்சங்களுடன் பொருந்துகின்றன, இதனால் இரட்டை அலைநீள லேசர் வெளியீட்டை உணர முடிகிறது.

உண்மையான லேசர் துருவமுனைப்பு-பராமரிப்பு அமைப்புகளில், நேரியல் துருவமுனைப்பு லேசர்களின் வெளியீட்டுப் பண்புகளை மதிப்பிடுவதற்கு நேரியல் சாய்வு ஒரு முக்கியமான குறிகாட்டியாகும். பொதுவாக, அதிகப் பிரதிபலிப்புக் கீற்றின் அலைக்காலம், குறைந்தப் பிரதிபலிப்புக் கீற்றின் அலைக்காலத்தை விட அதிகமாக இருக்கும். அதிக PER மதிப்புடன் கூடிய நேரியல் துருவமுனைப்பு லேசரைப் பெறுவதற்கு, ஒரே ஒரு துருவமுனைப்பு உச்சி மட்டும் அதிர்வுற்றால் போதுமானது. குறைந்தப் பிரதிபலிப்புக் கீற்றின் வேக அச்சு, அதிகப் பிரதிபலிப்புக் கீற்றின் மெது அச்சுடன் ஒரே நேர்க்கோட்டில் அமையும்போது, ​​குறைந்தப் பிரதிபலிப்புக் கீற்றின் வேக அச்சுத் திசையில் உள்ள மைய அலைநீளமானது, அதிகப் பிரதிபலிப்புக் கீற்றின் மெது அச்சுத் திசையில் உள்ள அலைநீளத்துடன் ஒத்துப்போகிறது; அதே சமயம், குறைந்தப் பிரதிபலிப்புக் கீற்றின் மெது அச்சுத் திசையில் உள்ள கடத்தல் உச்சியானது, அதிகப் பிரதிபலிப்புக் கீற்றின் வேக அச்சுத் திசையில் உள்ள கடத்தல் உச்சியுடன் ஒத்திருப்பதில்லை. இந்த வழியில், ஒரே ஒரு கடத்தல் உச்சியை அதிர்வுறச் செய்ய முடியும். இதேபோல், குறைந்த-பிரதிபலிப்பு கிரேட்டிங்கின் மெதுவான அச்சு, அதிக-பிரதிபலிப்பு கிரேட்டிங்கின் வேகமான அச்சுடன் ஒரே நேர்க்கோட்டில் அமையும்போது, ​​குறைந்த-பிரதிபலிப்பு கிரேட்டிங்கின் மெதுவான அச்சின் மைய அலைநீளமானது, அதிக-பிரதிபலிப்பு கிரேட்டிங்கின் வேகமான அச்சின் அலைநீளத்துடன் ஒத்துப்போகிறது, அதே சமயம் குறைந்த-பிரதிபலிப்பு கிரேட்டிங்கின் வேகமான அச்சின் கடத்தல் உச்சமானது, அதிக-பிரதிபலிப்பு கிரேட்டிங்கின் மெதுவான அச்சின் கடத்தல் உச்சத்துடன் ஒத்துப்போவதில்லை. இந்த வழியில், ஒரு கடத்தல் உச்சத்தையும் அதிர்வுறச் செய்ய முடியும். மேற்கூறிய இரண்டு முறைகளாலும் நேரியல் முனைவாக்கப்பட்ட லேசர் வெளியீட்டை அடைய முடியும். முனைவாக்கத்தைப் பராமரிக்கும் கிரேட்டிங்கின் ஒற்றை-அலைநீள நேரியல் முனைவாக்கப்பட்ட லேசர் அலைவுக் கொள்கையின்படி, பரிசோதனையில், அதை அடைவதற்கு செங்குத்து இணைப்பு முறையைப் பயன்படுத்தலாம். உயர் பிரதிபலிப்பு கிரேட்டிங் மற்றும் குறைந்த பிரதிபலிப்பு கிரேட்டிங் ஆகியவற்றின் முனைவாக்கத்தைப் பராமரிக்கும் அச்சுகளின் இணைப்புக் கோணம் 90° ஆக இருக்கும்போது, ​​உயர் பிரதிபலிப்பு கிரேட்டிங்கின் மெதுவான அச்சு திசையில் உள்ள கடத்தல் உச்சமானது, குறைந்த பிரதிபலிப்பு கிரேட்டிங்கின் வேகமான அச்சு திசையில் உள்ள கடத்தல் உச்சத்துடன் ஒத்துப்போகிறது, இதன் மூலம் ஒற்றை அலைநீள நேரியல் முனைவாக்கப்பட்ட ஃபைபர் லேசரின் வெளியீட்டை உணர முடியும்.