Optisk stidesign af rektangulærtpulserende lasere
Oversigt over design af optisk sti
En passiv mode-låst dobbeltbølgelængde dissipativ solitonresonant thulium-doteret fiberlaser baseret på en ikke-lineær fiberringspejlstruktur.
2. Beskrivelse af den optiske sti
Den dobbeltbølgelængde-dissipative solitonresonans thulium-dopetfiberlaseranvender et "8"-formet hulrumsstrukturdesign (figur 1).
Den venstre del er den primære envejsløjfe, mens den højre del er en ikke-lineær optisk fiberløjfespejlstruktur. Den venstre envejsløjfe inkluderer en bundtsplitter, en 2,7 m thuliumdoteret optisk fiber (SM-TDF-10P130-HE) og en 2 μm båndoptisk fiberkobler med en koblingskoefficient på 90:10. En polarisationsafhængig isolator (PDI), to polarisationscontrollere (polarisationscontrollere: PC), en 0,41 m polarisationsvedligeholdelsesfiber (PMF). Den ikke-lineære fiberoptiske ringspejlstruktur til højre opnås ved at koble lyset fra den venstre envejsløjfe til det ikke-lineære fiberoptiske ringspejl til højre gennem en 2×2-strukturoptisk kobler med en koefficient på 90:10. Den ikke-lineære optiske fiberringspejlstruktur til højre inkluderer en 75 meter lang optisk fiber (SMF-28e) og en polarisationscontroller. En 75 meter lang single-mode optisk fiber bruges til at forstærke den ikke-lineære effekt. Her anvendes en 90:10 optisk fiberkobler til at øge den ikke-lineære faseforskel mellem udbredelse med uret og mod uret. Den samlede længde af denne dobbeltbølgelængdestruktur er 89,5 meter. I denne eksperimentelle opsætning passerer pumpelyset først gennem en strålekombinator for at nå den thuliumdopede optiske fiber i forstærkningsmediet. Efter den thuliumdopede optiske fiber tilsluttes en 90:10-kobler for at cirkulere 90% af energien i hulrummet og sende 10% af energien ud af hulrummet. Samtidig består et dobbeltbrydende Lyot-filter af en polarisationsbevarende optisk fiber placeret mellem to polarisationscontrollere og en polarisator, som spiller en rolle i filtrering af spektrale bølgelængder.
3. Baggrundsviden
I øjeblikket er der to grundlæggende metoder til at øge pulsenergien i pulserede lasere. En tilgang er direkte at reducere ikke-lineære effekter, herunder at sænke pulsernes peak-effekt gennem forskellige metoder, såsom at bruge dispersionsstyring til strakte pulser, kæmpe chirpede oscillatorer og stråleopdelende pulserede lasere osv. En anden tilgang er at søge nye mekanismer, der kan tolerere mere ikke-lineær faseakkumulering, såsom selvsimilaritet og rektangulære pulser. Ovennævnte metode kan med succes forstærke pulsenergien ipulserende lasertil tiere af nanojoule. Dissipativ solitonresonans (Dissipativ solitonresonans: DSR) er en rektangulær impulsdannelsesmekanisme, der først blev foreslået af N. Akhmediev et al. i 2008. Det karakteristiske ved dissipative solitonresonanspulser er, at mens amplituden holdes konstant, øges pulsbredden og energien af den ikke-bølgeopdelende rektangulære puls monotont med stigende pumpeeffekt. Dette bryder til en vis grad med begrænsningen i den traditionelle solitonteori om enkeltpulsenergi. Dissipativ solitonresonans kan opnås ved at konstruere mættet absorption og omvendt mættet absorption, såsom den ikke-lineære polarisationsrotationseffekt (NPR) og den ikke-lineære fiberringspejleffekt (NOLM). De fleste rapporter om generering af dissipative solitonresonanspulser er baseret på disse to mode-låsemekanismer.
Opslagstidspunkt: 9. oktober 2025