Παλμικό λέιζερ υψηλής ισχύοςμε δομή MOPA από όλες τις ίνες
Οι κύριοι δομικοί τύποι λέιζερ οπτικών ινών περιλαμβάνουν δομές μονού συντονιστή, συνδυασμού δέσμης και κύριου ενισχυτή ισχύος ταλάντωσης (MOPA). Μεταξύ αυτών, η δομή MOPA έχει γίνει ένα από τα τρέχοντα ερευνητικά hotspots λόγω της ικανότητάς της να επιτυγχάνει υψηλή απόδοση.παλμικό λέιζερέξοδος με ρυθμιζόμενο πλάτος παλμού και συχνότητα επανάληψης (αναφέρεται ως πλάτος παλμού και συχνότητα επανάληψης).
Η αρχή λειτουργίας του λέιζερ MOPA έχει ως εξής: Ο κύριος ταλαντωτής (MO) είναι μια πηγή σπόρων υψηλής απόδοσης.λέιζερ ημιαγωγώνπου παράγει φως σήματος σποράς με ρυθμιζόμενες παραμέτρους μέσω άμεσης διαμόρφωσης παλμών. Ο κύριος έλεγχος Field Programmable gate Array (FPGA) εξάγει σήματα παλμικού ρεύματος με ρυθμιζόμενες παραμέτρους, τα οποία ελέγχονται από το κύκλωμα οδήγησης για να λειτουργήσουν την πηγή σποράς και να ολοκληρώσουν την αρχική διαμόρφωση του φωτός σποράς. Αφού λάβει τις οδηγίες ελέγχου από την κύρια πλακέτα ελέγχου FPGA, το κύκλωμα οδήγησης πηγής αντλίας ξεκινά την πηγή αντλίας για να παράγει φως αντλίας. Αφού το φως σποράς και το φως αντλίας συνδεθούν με τον διαχωριστή δέσμης, εισάγονται αντίστοιχα στην οπτική ίνα διπλής επένδυσης με πρόσμιξη Yb3+ (YDDCF) στη μονάδα οπτικής ενίσχυσης δύο σταδίων. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, τα ιόντα Yb3+ απορροφούν την ενέργεια του φωτός αντλίας για να σχηματίσουν μια κατανομή αντιστροφής πληθυσμού. Στη συνέχεια, με βάση τις αρχές της ενίσχυσης μετακινούμενου κύματος και της διεγερμένης εκπομπής, το φως σήματος σποράς επιτυγχάνει υψηλό κέρδος ισχύος στη μονάδα οπτικής ενίσχυσης δύο σταδίων, εξάγοντας τελικά μια υψηλή ισχύ.παλμικό λέιζερ νανοδευτερολέπτωνΛόγω της αύξησης της μέγιστης ισχύος, το ενισχυμένο παλμικό σήμα ενδέχεται να παρουσιάσει συμπίεση πλάτους παλμού λόγω του φαινομένου σύσφιξης του κέρδους. Σε πρακτικές εφαρμογές, συχνά υιοθετούνται δομές ενίσχυσης πολλαπλών σταδίων για την περαιτέρω ενίσχυση της ισχύος εξόδου και την απόδοση του κέρδους.
Το σύστημα κυκλώματος λέιζερ MOPA αποτελείται από μια κύρια πλακέτα ελέγχου FPGA, μια πηγή αντλίας, μια πηγή σποράς, μια πλακέτα κυκλώματος οδηγού, έναν ενισχυτή κ.λπ. Η κύρια πλακέτα ελέγχου FPGA οδηγεί την πηγή σποράς για να εξάγει παλμούς φωτός σποράς ακατέργαστου επιπέδου MW με ρυθμιζόμενες παραμέτρους, δημιουργώντας παλμικά ηλεκτρικά σήματα με ρυθμιζόμενες κυματομορφές, πλάτη παλμού (5 έως 200ns) και ρυθμούς επανάληψης (30 έως 900kHz). Αυτό το σήμα εισάγεται μέσω του απομονωτή στη διβάθμια μονάδα οπτικής ενίσχυσης που αποτελείται από τον προενισχυτή και τον κύριο ενισχυτή και τέλος εξάγει λέιζερ βραχείας παλμικής υψηλής ενέργειας μέσω του οπτικού απομονωτή με λειτουργία ευθυγράμμισης. Η πηγή σποράς είναι εξοπλισμένη με έναν εσωτερικό φωτοανιχνευτή για την παρακολούθηση της ισχύος εξόδου σε πραγματικό χρόνο και την ανατροφοδότηση της στην κύρια πλακέτα ελέγχου FPGA. Η κύρια πλακέτα ελέγχου ελέγχει τα κυκλώματα κίνησης της αντλίας 1 και 2 για την επίτευξη των λειτουργιών ανοίγματος και κλεισίματος των πηγών αντλίας 1, 2 και 3. ΌτανφωτοανιχνευτήςΕάν δεν εντοπιστεί η έξοδος φωτεινής ένδειξης, η κύρια πλακέτα ελέγχου θα απενεργοποιήσει την πηγή της αντλίας για να αποτρέψει τη ζημιά στο YDDCF και στις οπτικές συσκευές λόγω της έλλειψης εισόδου φωτεινής ένδειξης σπόρων.
Το σύστημα οπτικής διαδρομής λέιζερ MOPA υιοθετεί μια δομή εξ ολοκλήρου από οπτικές ίνες και αποτελείται από μια κύρια μονάδα ταλάντωσης και μια μονάδα ενίσχυσης δύο σταδίων. Η κύρια μονάδα ταλάντωσης λαμβάνει μια δίοδο λέιζερ ημιαγωγών (LD) με κεντρικό μήκος κύματος 1064nm, πλάτος γραμμής 3nm και μέγιστη συνεχή ισχύ εξόδου 400mW ως πηγή σήματος και τη συνδυάζει με ένα πλέγμα Bragg ινών (FBG) με ανακλαστικότητα 99% στα 1063,94nm και πλάτος γραμμής 3,5nm για να σχηματίσει ένα σύστημα επιλογής μήκους κύματος. Η μονάδα ενίσχυσης 2 σταδίων υιοθετεί σχεδιασμό αντίστροφης αντλίας και οι YDDCF με διάμετρο πυρήνα 8 και 30μm διαμορφώνονται αντίστοιχα ως μέσο κέρδους. Οι αντίστοιχοι συντελεστές απορρόφησης της αντλίας επικάλυψης είναι 1,0 και 2,1dB/m στα 915nm, αντίστοιχα.
Ώρα δημοσίευσης: 17 Σεπτεμβρίου 2025