Σχεδιασμός οπτικής διαδρομής ορθογώνιουπαλμικά λέιζερ
Επισκόπηση του σχεδιασμού οπτικής διαδρομής
Ένα λέιζερ οπτικών ινών διπλού μήκους κύματος με παθητική κλειδαριά και διαχυτικό σολιτονικό συντονισμό, με πρόσμιξη θουλίου, βασισμένο σε μη γραμμική δομή δακτυλιοειδούς κατόπτρου οπτικών ινών.
2. Περιγραφή οπτικής διαδρομής
Το διπλού μήκους κύματος διαχυτικό σολιτόνιο συντονισμένο με θούλιο προσμιγμένολέιζερ οπτικών ινώνυιοθετεί ένα σχέδιο δομής κοιλότητας σε σχήμα "8" (Σχήμα 1).
Το αριστερό μέρος είναι ο κύριος μονοκατευθυντικός βρόχος, ενώ το δεξί μέρος είναι μια μη γραμμική δομή κατόπτρου οπτικής ίνας. Ο αριστερός μονοκατευθυντικός βρόχος περιλαμβάνει έναν διαχωριστή δέσμης, μια οπτική ίνα με προσμίξεις θουλίου 2,7 m (SM-TDF-10P130-HE) και έναν ζεύκτη οπτικής ίνας ζώνης 2 μm με συντελεστή σύζευξης 90:10. Έναν μονωτή εξαρτώμενο από την πόλωση (PDI), δύο ελεγκτές πόλωσης (ελεγκτές πόλωσης: PC), μια οπτική ίνα συντήρησης πόλωσης (PMF) 0,41 m. Η μη γραμμική δομή κατόπτρου δακτυλίου οπτικής ίνας στα δεξιά επιτυγχάνεται με τη σύζευξη του φωτός από τον αριστερό μονοκατευθυντικό βρόχο στον μη γραμμικό δακτυλιοειδή καθρέφτη οπτικής ίνας στα δεξιά μέσω ενός οπτικού ζεύκτη δομής 2×2 με συντελεστή 90:10. Η μη γραμμική δομή κατόπτρου δακτυλίου οπτικής ίνας στα δεξιά περιλαμβάνει μια οπτική ίνα μήκους 75 μέτρων (SMF-28e) και έναν ελεγκτή πόλωσης. Μια μονοτροπική οπτική ίνα 75 μέτρων χρησιμοποιείται για την ενίσχυση του μη γραμμικού φαινομένου. Εδώ, χρησιμοποιείται ένας ζεύκτης οπτικής ίνας 90:10 για την αύξηση της μη γραμμικής διαφοράς φάσης μεταξύ της δεξιόστροφης και της αριστερόστροφης διάδοσης. Το συνολικό μήκος αυτής της δομής διπλού μήκους κύματος είναι 89,5 μέτρα. Σε αυτή την πειραματική διάταξη, το φως άντλησης διέρχεται πρώτα από έναν συνδυαστή δέσμης για να φτάσει στην οπτική ίνα με πρόσμιξη θουλίου στο μέσο κέρδους. Μετά την οπτική ίνα με πρόσμιξη θουλίου, συνδέεται ένας ζεύκτης 90:10 για να κυκλοφορεί το 90% της ενέργειας μέσα στην κοιλότητα και να στέλνει το 10% της ενέργειας έξω από την κοιλότητα. Ταυτόχρονα, ένα διαθλαστικό φίλτρο Lyot αποτελείται από μια οπτική ίνα διατήρησης πόλωσης που βρίσκεται ανάμεσα σε δύο ελεγκτές πόλωσης και έναν πολωτή, ο οποίος παίζει ρόλο στο φιλτράρισμα των φασματικών μηκών κύματος.
3. Γενικές γνώσεις
Προς το παρόν, υπάρχουν δύο βασικές μέθοδοι για την αύξηση της ενέργειας παλμού των παλμικών λέιζερ. Μία προσέγγιση είναι η άμεση μείωση των μη γραμμικών φαινομένων, συμπεριλαμβανομένης της μείωσης της μέγιστης ισχύος των παλμών μέσω διαφόρων μεθόδων, όπως η χρήση διαχείρισης διασποράς για τεντωμένους παλμούς, γιγάντιους ταλαντωτές τσιρίσματος και παλμικά λέιζερ διαίρεσης δέσμης, κ.λπ. Μια άλλη προσέγγιση είναι η αναζήτηση νέων μηχανισμών που μπορούν να ανεχθούν περισσότερη μη γραμμική συσσώρευση φάσης, όπως η αυτοομοιότητα και οι ορθογώνιοι παλμοί. Η προαναφερθείσα μέθοδος μπορεί να ενισχύσει με επιτυχία την ενέργεια παλμού τουπαλμικό λέιζερσε δεκάδες νανοτζάουλ. Ο διαλυτικός συντονισμός σολιτονίου (Dissipative soliton resonance: DSR) είναι ένας μηχανισμός σχηματισμού ορθογώνιων παλμών που προτάθηκε για πρώτη φορά από τους N. Akhmediev et al. το 2008. Το χαρακτηριστικό των διαλυτικών παλμών συντονισμού σολιτονίου είναι ότι, διατηρώντας το πλάτος σταθερό, το πλάτος και η ενέργεια του ορθογώνιου παλμού που δεν διασπά το κύμα αυξάνονται μονοτονικά με την αύξηση της ισχύος της αντλίας. Αυτό, σε κάποιο βαθμό, σπάει τον περιορισμό της παραδοσιακής θεωρίας σολιτονίου στην ενέργεια ενός παλμού. Ο διαλυτικός συντονισμός σολιτονίου μπορεί να επιτευχθεί κατασκευάζοντας κορεσμένη απορρόφηση και αντίστροφη κορεσμένη απορρόφηση, όπως το φαινόμενο μη γραμμικής περιστροφής πόλωσης (NPR) και το φαινόμενο μη γραμμικού κατόπτρου οπτικών ινών (NOLM). Οι περισσότερες αναφορές σχετικά με τη δημιουργία διαλυτικών παλμών συντονισμού σολιτονίου βασίζονται σε αυτούς τους δύο μηχανισμούς κλειδώματος τρόπου λειτουργίας.
Ώρα δημοσίευσης: 09 Οκτωβρίου 2025