Disseny de la trajectòria òptica de la fibra polaritzadalàser d'amplada de línia estreta
1. Visió general
Làser de fibra polaritzada d'amplada de línia estreta de 1018 nm. La longitud d'ona de treball és de 1018 nm, la potència de sortida del làser és de 104 W, les amplades espectrals de 3 dB i 20 dB són ~21 GHz i ~72 GHz respectivament, la relació d'extinció de polarització és >17,5 dB i la qualitat del feix és alta (2 x M – 1,62 i 2 y M).sistema làseramb una eficiència de pendent del 79% (∼1,63).
2. Descripció del camí òptic
En unlàser d'amplada de línia estreta de fibra polaritzada, l'oscil·lador làser de fibra polaritzada linealment està compost per un parell de xarxes de fibra que mantenen la polarització i una fibra de manteniment de la polarització de doble revestiment dopada amb itterbi de 10/125 μm d'1,5 metres de llarg com a medi de guany. El coeficient d'absorció d'aquesta fibra òptica a 976 nm és de 5 dB/m. L'oscil·lador làser és bombat per un oscil·lador de longitud d'ona bloquejat a 976 nmlàser semiconductoramb una potència màxima de 27 W a través d'un combinador de feix (1+1)×1 que manté la polaritat. La reixa d'alta reflexió té una reflectivitat de més del 99%, i l'amplada de banda de reflexió de 3 dB és d'aproximadament 0,22 nm. La baixa reflectivitat de la reixa és del 40%, i l'amplada de banda de reflexió de 3 dB és d'aproximadament 0,216 nm. Les longituds d'ona de reflexió centrals d'ambdues reixes són de 1018 nm. Per equilibrar la potència de sortida del ressonador làser i la relació de supressió ASE, la baixa reflectivitat de la reixa es va optimitzar al 40%. La fibra de cua de la reixa d'alta reflexió està fusionada a la fibra de guany, mentre que la fibra de cua de la reixa de baixa reflexió es gira 90° i es fusiona a la fibra de cua del filtre de revestiment. Així, la posició màxima de la longitud d'ona de reflexió de l'eix ràpid de la reixa d'alta reflexió coincideix amb la de la longitud d'ona de reflexió de l'eix lent de la reixa de baixa reflexió. D'aquesta manera, només un làser polaritzat pot oscil·lar a la cavitat ressonant. La llum de bombament restant al revestiment de fibra òptica es filtra mitjançant un filtre de revestiment autofabricat fusionat a la cavitat ressonant, i la cua de sortida està bisellada 8° per evitar la retroalimentació de la cara final i l'oscil·lació paràsita.
3. Coneixements previs
El mecanisme de generació dels làsers de fibra polaritzada linealment: a causa de la birefringència d'estrès, la fibra que manté la polarització en forma de pera té dos eixos de polarització ortogonals, coneguts com a eix ràpid i eix lent. Generalment, com que l'índex de refracció de l'eix lent és més gran que el de l'eix ràpid, la reixeta escrita a la fibra que manté la polarització té dues longituds d'ona centrals diferents. La cavitat ressonant d'un làser de fibra polaritzada linealment sol estar composta per dues reixetes que mantenen la polarització. Les longituds d'ona de la reixeta de baixa reflexió i la reixeta d'alta reflexió a l'eix ràpid i l'eix lent es corresponen respectivament. Quan l'amplada de banda de reflexió de la reixeta que manté la polarització és prou estreta, es poden separar els espectres de transmissió a les direccions de l'eix ràpid i l'eix lent, i ambdues longituds d'ona poden vibrar dins de la cavitat ressonant. Segons el principi d'oscil·lació de doble longitud d'ona de la reixeta que manté la polarització, a l'experiment, es pot adoptar el mètode de soldadura paral·lela per aconseguir-ho. Durant la soldadura, els eixos de manteniment de la polarització de les dues reixetes estan alineats. D'aquesta manera, els dos pics de transmissió de la reixeta d'alta reflexió corresponen als de la reixeta de baixa reflexió, i per tant es pot aconseguir una sortida làser de doble longitud d'ona.
En els sistemes reals que mantenen la polarització làser, l'asimetria lineal és un indicador important per avaluar les característiques de sortida dels làsers polaritzats linealment. Generalment, el període d'una reixeta d'alta reflectància és més gran que el d'una reixeta de baixa reflectància. Per aconseguir un làser polaritzat linealment amb un valor PER alt, només cal que vibri un pic de polarització. Quan l'eix ràpid de la reixeta de baixa reflectància es troba al llarg de l'eix lent de la reixeta d'alta reflectància, la longitud d'ona central en la direcció de l'eix ràpid de la reixeta de baixa reflexió correspon a la de la direcció de l'eix lent de la reixeta d'alta reflexió, mentre que el pic de transmissió en la direcció de l'eix lent de la reixeta de baixa reflexió no correspon al pic de transmissió en la direcció de l'eix ràpid de la reixeta d'alta reflexió. D'aquesta manera, es pot fer vibrar un pic de transmissió. De la mateixa manera, quan l'eix lent d'una reixeta de baixa reflectància es troba al llarg de l'eix ràpid d'una reixeta d'alta reflectància, la longitud d'ona central de l'eix lent de la reixeta de baixa reflectància correspon a la de l'eix ràpid de la reixeta d'alta reflectància, mentre que el pic de transmissió de l'eix ràpid de la reixeta de baixa reflectància no correspon al de l'eix lent de la reixeta d'alta reflectància. D'aquesta manera, també es pot fer vibrar un pic de transmissió. Ambdós dels dos mètodes anteriors poden aconseguir una sortida làser polaritzada linealment. Segons el principi d'oscil·lació làser polaritzada linealment de longitud d'ona única de la reixeta que manté la polarització, a l'experiment, es pot adoptar el mètode d'empalmament ortogonal per aconseguir-ho. Quan l'angle d'empalmament dels eixos de manteniment de la polarització de la reixa d'alta reflexió i la reixa de baixa reflexió és de 90°, el pic de transmissió en la direcció de l'eix lent de la reixa d'alta reflexió correspon al pic de transmissió en la direcció de l'eix ràpid de la reixa de baixa reflexió, i per tant es pot aconseguir la sortida del làser de fibra polaritzada linealment de longitud d'ona única.
Data de publicació: 12 de setembre de 2025