Højtydende pulserende lasermed MOPA-struktur i fuld fiber
De vigtigste strukturelle typer af fiberlasere omfatter enkeltresonator-, strålekombinations- og masteroscillerende effektforstærker (MOPA)-strukturer. Blandt dem er MOPA-strukturen blevet et af de nuværende forskningsområder på grund af dens evne til at opnå høj ydeevne.pulserende laserudgang med justerbar pulsbredde og repetitionsfrekvens (kaldet pulsbredde og repetitionsfrekvens).
MOPA-laserens funktionsprincip er som følger: Hovedoscillatoren (MO) er en højtydende frøkildehalvlederlaserder genererer frøsignallys med justerbare parametre gennem direkte pulsmodulation. Field Programmable Gate Array (FPGA) hovedstyringen udsender pulsstrømsignaler med justerbare parametre, som styres af drivkredsløbet for at betjene frøkilden og fuldføre den indledende modulering af frølyset. Efter at have modtaget styreinstruktionerne fra FPGA hovedstyringskortet, starter pumpekildens drivkredsløb pumpekilden for at generere pumpelys. Efter at frølyset og pumpelyset er koblet sammen af stråledeleren, injiceres de henholdsvis i den Yb3+-dopede dobbeltbeklædte optiske fiber (YDDCF) i det to-trins optiske forstærkningsmodul. Under denne proces absorberer Yb3+-ionerne energien fra pumpelyset for at danne en populationsinversionsfordeling. Derefter, baseret på principperne for vandrebølgeforstærkning og stimuleret emission, opnår frøsignallyset efterfølgende en høj effektforstærkning i det to-trins optiske forstærkningsmodul, hvilket i sidste ende udsender en høj effektnanosekund pulserende laserPå grund af stigningen i peak-effekten kan det forstærkede pulssignal opleve pulsbreddekompression på grund af forstærkningsklemmen. I praktiske anvendelser anvendes ofte flertrins forstærkningsstrukturer for yderligere at forbedre udgangseffekten og forstærkningseffektiviteten.
MOPA-laserkredsløbssystemet består af et FPGA-hovedstyrekort, en pumpekilde, en såkilde, et driverkredsløbskort, en forstærker osv. FPGA-hovedstyrekortet driver såkilden til at udsende rå sålyspulser på MW-niveau med justerbare parametre ved at generere elektriske pulssignaler med justerbare bølgeformer, pulsbredder (5 til 200 ns) og repetitionshastigheder (30 til 900 kHz). Dette signal sendes via isolatoren til det to-trins optiske forstærkningsmodul, der består af forforstærkeren og hovedforstærkeren, og udsender endelig en højenergisk kortpulslaser gennem den optiske isolator med kollimeringsfunktion. Såkilden er udstyret med en intern fotodetektor til at overvåge udgangseffekten i realtid og føre den tilbage til FPGA-hovedstyrekortet. Hovedstyrekortet styrer pumpedrevkredsløbene 1 og 2 for at opnå åbnings- og lukningsoperationerne for pumpekilderne 1, 2 og 3. Når ...fotodetektorHvis signallysudgangen ikke registreres, vil hovedstyrekortet slukke for pumpekilden for at forhindre beskadigelse af YDDCF'en og optiske enheder på grund af manglende sålysindgang.
MOPA-laseroptiske banesystem anvender en helfiberstruktur og består af et hovedoscillationsmodul og et totrins forstærkningsmodul. Hovedoscillationsmodulet bruger en halvlederlaserdiode (LD) med en central bølgelængde på 1064 nm, en linjebredde på 3 nm og en maksimal kontinuerlig udgangseffekt på 400 mW som frøkilde og kombinerer den med et fiber Bragg-gitter (FBG) med en reflektivitet på 99%@1063,94 nm og en linjebredde på 3,5 nm for at danne et bølgelængdevalgssystem. 2-trins forstærkningsmodulet anvender et omvendt pumpedesign, og YDDCF med kernediametre på henholdsvis 8 og 30 μm er konfigureret som forstærkningsmedier. De tilsvarende absorptionskoefficienter for coatingpumpen er henholdsvis 1,0 og 2,1 dB/m@915 nm.
Opslagstidspunkt: 17. september 2025