Ljósleiðarhönnun skautaðra ljósleiðaraþrönglínubreiddar leysir
1. Yfirlit
1018 nm skautað trefjalaser með þröngri línubreidd. Vinnslubylgjulengdin er 1018 nm, úttaksafl leysisins er 104 W, litrófsbreiddirnar 3 dB og 20 dB eru ~21 GHz og ~72 GHz, skautunarslökkvihlutfallið er >17,5 dB og geislagæðin eru mikil (2 x M – 1,62 og 2 y M) Aleysikerfimeð hallanýtni upp á 79% (∼1,63).
2. Lýsing á ljósleið
Í aSkautað trefjaþröngt línubreiddarlaser, línulega skautaða ljósleiðarasveiflarinn er samsettur úr tveimur skautunarviðhaldandi ljósleiðargrindum og 1,5 metra löngum 10/125 μm ytterbíum-dópuðum tvíhúðuðum skautunarviðhaldandi ljósleiðara sem styrkingarmiðli. Gleypnistuðull þessa ljósleiðara við 976 nm er 5 dB/m. Laserasveiflarinn er dæltur af 976 nm bylgjulengdarlæstum ljósleiðara.hálfleiðara leysirmeð hámarksafli upp á 27 W í gegnum pólunarviðhaldandi (1+1)×1 geislasamruna. Riðið með mikla endurskinsvirkni hefur endurskinsvirkni upp á yfir 99% og 3 dB endurskinsbandvídd er um það bil 0,22 nm. Lágt endurskinsvirkni grindarinnar er 40% og 3 dB endurskinsbandvídd er um það bil 0,216 nm. Miðlægar endurskinsbylgjulengdir beggja grindanna eru 1018 nm. Til að vega og meta úttaksafl leysigeislans og ASE-hömlunarhlutfallið var lágt endurskinsvirkni grindarinnar fínstillt í 40%. Halaþráðurinn á háa endurskinsgrindinni er samrunninn styrkingarþráðinum, en halaþráðurinn á lága endurskinsgrindinni er snúið um 90° og samrunninn halaþráðinum á klæðningarsíunni. Þannig passar hámarksstaða hraðás endurskinsbylgjulengdar háa endurskinsgrindarinnar við hægás endurskinsbylgjulengdar lága endurskinsgrindarinnar. Þannig getur aðeins einn skautaður leysir sveiflast í ómholinu. Eftirstandandi dæluljós í ljósleiðaraklæðningunni er síað frá með heimagerðri klæðningarsíu sem er samrædd í ómholið og úttaksfléttan er skásett um 8° til að koma í veg fyrir endurgjöf á endafleti og sníkjusveiflur.
3. Bakgrunnsþekking
Myndunarferli línulega skautaðra trefjalasera: Vegna tvíbrots á spennu hefur perulaga skautunarviðhaldandi trefjar tvær hornréttar skautunarásar, þekktar sem hraðás og hægaás. Almennt, þar sem brotstuðull hægaássins er hærri en hraðássins, hefur grindin sem er skrifuð á skautunarviðhaldandi trefjarinn tvær mismunandi miðbylgjulengdir. Ómunarholið í línulega skautuðum trefjalasera er venjulega samsett úr tveimur skautunarviðhaldandi grindum. Bylgjulengdir lágspeglunargrindarinnar og háspeglunargrindarinnar á hraðásnum og hægaásnum samsvara hver um sig. Þegar endurspeglunarbandvídd skautunarviðhaldandi grindarinnar er nógu þröng er hægt að aðskilja flutningsrófin í hraðásnum og hægaásnum og báðar bylgjulengdirnar geta titrað innan ómunarholsins. Samkvæmt tvíbylgjulengdarsveiflureglu skautunarviðhaldandi grindarinnar er hægt að nota samsíða suðuaðferð í tilrauninni til að ná þessu. Við suðu eru skautunarviðhaldsásar ristanna tveggja samstilltir. Þannig samsvara tveir geislunartoppar ristarinnar með mikla endurskinsgeislun þeim sem eru á ristinni með litla endurskinsgeislun og þannig er hægt að ná fram leysigeislun með tvöfaldri bylgjulengd.
Í raunverulegum leysigeislaskautunarkerfum er línuleg skekkja mikilvægur mælikvarði til að meta úttakseiginleika línulega skautaðra leysigeisla. Almennt er tímabil mikils endurskinsgrindar lengra en lítils endurskinsgrindar. Til að ná línulega skautuðum leysi með háu PER gildi þarf aðeins einn skautunartopp að titra. Þegar hraði ás lítils endurskinsgrindarinnar er meðfram hægfara ás mikils endurskinsgrindarinnar, þá samsvarar miðbylgjulengdin í hraðásstefnu lítils endurskinsgrindarinnar þeirri í hægfara ásstefnu mikils endurskinsgrindarinnar, en geislunartoppurinn í hægfara ásstefnu lítils endurskinsgrindarinnar samsvarar ekki geislunartoppinum í hraðásstefnu mikils endurskinsgrindarinnar. Á þennan hátt er hægt að titra einn geislunartopp. Á sama hátt, þegar hægi ásinn á lágendurskinsgrind er meðfram hraðásnum á háendurskinsgrind, þá samsvarar miðbylgjulengd hægásins á lágendurskinsgrindinni miðbylgjulengd hægásins á lágendurskinsgrindinni miðbylgjulengd hraðássins á háendurskinsgrindinni, en geislunartoppur hraðássins á lágendurskinsgrindinni samsvarar ekki hægá ásinn á háendurskinsgrindinni. Á þennan hátt er einnig hægt að titra einn geislunartopp. Báðar ofangreindar aðferðir geta náð línulega skautaðri leysigeislun. Samkvæmt meginreglunni um línulega skautaða leysigeislun með einni bylgjulengd á skautunarviðhaldsgrindinni, er hægt að nota rétthyrnda splæsingaraðferð í tilrauninni til að ná þessu. Þegar skarðhornið á ásunum sem viðhalda skautun á háendurspeglunargrindinni og lágendurspeglunargrindinni er 90°, samsvarar geislatoppurinn í hæga ásátt háendurspeglunargrindarinnar geislatoppinum í hraðásátt lágendurspeglunargrindarinnar og þannig er hægt að ná fram úttaki eins bylgjulengdar línulega skautaðs trefjaleysis.
Birtingartími: 12. september 2025