Làser pulsat d'alta potènciaamb estructura MOPA totalment de fibra
Els principals tipus estructurals de làsers de fibra inclouen estructures de ressonador únic, combinació de feix i amplificador de potència oscil·lant mestre (MOPA). Entre elles, l'estructura MOPA s'ha convertit en un dels punts de recerca actuals a causa de la seva capacitat per aconseguir un alt rendiment.làser pulsatsortida amb amplada d'impuls i freqüència de repetició ajustables (anomenades amplada d'impuls i freqüència de repetició).
El principi de funcionament del làser MOPA és el següent: l'oscil·lador principal (MO) és una font de llavors d'alt rendiment.làser semiconductorque genera llum de senyal de llavor amb paràmetres ajustables mitjançant modulació directa d'impulsos. El control principal de la matriu de portes programables de camp (FPGA) emet senyals de corrent d'impulsos amb paràmetres ajustables, que són controlats pel circuit d'accionament per operar la font de llavor i completar la modulació inicial de la llum de llavor. Després de rebre les instruccions de control de la placa de control principal de la FPGA, el circuit d'accionament de la font de la bomba inicia la font de la bomba per generar llum de la bomba. Després que la llum de llavor i la llum de la bomba s'acoblen mitjançant el divisor de feix, s'injecten respectivament a la fibra òptica de doble revestiment dopada amb Yb3+ (YDDCF) al mòdul d'amplificació òptica de dues etapes. Durant aquest procés, els ions Yb3+ absorbeixen l'energia de la llum de la bomba per formar una distribució d'inversió de població. Posteriorment, basant-se en els principis d'amplificació d'ona viatgera i emissió estimulada, la llum de senyal de llavor aconsegueix un alt guany de potència al mòdul d'amplificació òptica de dues etapes, produint finalment una alta potència.làser pulsat de nanosegonsA causa de l'augment de la potència màxima, el senyal d'impuls amplificat pot experimentar una compressió de l'amplada d'impuls a causa de l'efecte de subjecció del guany. En aplicacions pràctiques, sovint s'adopten estructures d'amplificació multietapa per millorar encara més la potència de sortida i l'eficiència del guany.
El sistema de circuits làser MOPA està compost per una placa de control principal FPGA, una font de bombament, una font de llavor, una placa de circuit de controlador, un amplificador, etc. La placa de control principal FPGA controla la font de llavor per generar polsos de llum de llavor crua de nivell MW amb paràmetres ajustables generant senyals elèctrics de pols amb formes d'ona ajustables, amplades de pols (de 5 a 200 ns) i taxes de repetició (de 30 a 900 kHz). Aquest senyal s'introdueix a través de l'aïllant al mòdul d'amplificació òptica de dues etapes compost pel preamplificador i l'amplificador principal, i finalment emet un làser de pols curt d'alta energia a través de l'aïllant òptic amb funció de colimació. La font de llavor està equipada amb un fotodetector intern per controlar la potència de sortida en temps real i retornar-la a la placa de control principal FPGA. La placa de control principal controla els circuits d'accionament de la bomba 1 i 2 per aconseguir les operacions d'obertura i tancament de les fonts de bombament 1, 2 i 3. Quan elfotodetectorSi no detecta la sortida de llum de senyal, la placa de control principal apagarà la font de la bomba per evitar danys al YDDCF i als dispositius òptics a causa de la manca d'entrada de llum de llavor.
El sistema de trajectòria òptica làser MOPA adopta una estructura totalment de fibra i consta d'un mòdul d'oscil·lació principal i un mòdul d'amplificació de dues etapes. El mòdul d'oscil·lació principal pren un díode làser semiconductor (LD) amb una longitud d'ona central de 1064 nm, una amplada de línia de 3 nm i una potència de sortida contínua màxima de 400 mW com a font de llavor, i el combina amb una xarxa de Bragg de fibra (FBG) amb una reflectivitat del 99% a 1063,94 nm i una amplada de línia de 3,5 nm per formar un sistema de selecció de longitud d'ona. El mòdul d'amplificació de 2 etapes adopta un disseny de bomba inversa, i els YDDCF amb diàmetres de nucli de 8 i 30 μm es configuren respectivament com a medi de guany. Els coeficients d'absorció de la bomba de recobriment corresponents són 1,0 i 2,1 dB/m a 915 nm, respectivament.
Data de publicació: 17 de setembre de 2025