Laser pulsat de mare puterecu structură MOPA integrală din fibre
Principalele tipuri structurale de lasere cu fibră includ structuri cu rezonator unic, structuri cu combinație de fascicule și structuri cu amplificator de putere oscilant principal (MOPA). Printre acestea, structura MOPA a devenit unul dintre punctele de interes actuale pentru cercetare datorită capacității sale de a obține performanțe ridicate.laser pulsatieșire cu lățime a impulsului și frecvență de repetiție reglabile (denumite lățime a impulsului și frecvență de repetiție).
Principiul de funcționare al laserului MOPA este următorul: Oscilatorul principal (MO) este o sursă de semințe de înaltă performanțălaser semiconductorcare generează semnal luminos de însămânțare cu parametri reglabili prin modulație directă a impulsurilor. Controlul principal al matricei de porți programabile pe teren (FPGA) emite semnale de curent pulsat cu parametri reglabili, care sunt controlate de circuitul de acționare pentru a opera sursa de însămânțare și a finaliza modulația inițială a luminii de însămânțare. După primirea instrucțiunilor de control de la placa de control principală FPGA, circuitul de acționare al sursei pompei pornește sursa pompei pentru a genera lumină de pompă. După ce lumina de însămânțare și lumina pompei sunt cuplate de divizorul de fascicul, acestea sunt injectate respectiv în fibra optică dublu-învelită dopată cu Yb3+ (YDDCF) în modulul de amplificare optică în două etape. În timpul acestui proces, ionii Yb3+ absorb energia luminii pompei pentru a forma o distribuție de inversie a populației. Ulterior, pe baza principiilor amplificării undelor călătoare și a emisiei stimulate, semnalul luminos de însămânțare atinge un câștig de putere ridicat în modulul de amplificare optică în două etape, generând în cele din urmă o putere mare.laser pulsat de nanosecundeDatorită creșterii puterii de vârf, semnalul impulsiv amplificat poate suferi o compresie a lățimii impulsului din cauza efectului de blocare a câștigului. În aplicațiile practice, structurile de amplificare în mai multe etape sunt adesea adoptate pentru a îmbunătăți și mai mult puterea de ieșire și eficiența câștigului.
Sistemul de circuit laser MOPA este compus dintr-o placă de control principală FPGA, o sursă de pompă, o sursă de semințe, o placă de circuit de driver, un amplificator etc. Placa de control principală FPGA acționează sursa de semințe pentru a emite impulsuri de lumină brută de nivel MW cu parametri reglabili prin generarea de semnale electrice de impuls cu forme de undă reglabile, lățimi ale impulsurilor (5 până la 200ns) și rate de repetiție (30 până la 900kHz). Acest semnal este introdus prin izolator în modulul de amplificare optică în două etape, compus din preamplificator și amplificator principal, și în final emite un laser de înaltă energie cu impulsuri scurte prin izolatorul optic cu funcție de colimație. Sursa de semințe este echipată cu un fotodetector intern pentru a monitoriza puterea de ieșire în timp real și a o transmite înapoi către placa de control principală FPGA. Placa de control principală controlează circuitele de acționare a pompei 1 și 2 pentru a realiza operațiunile de deschidere și închidere ale surselor de pompă 1, 2 și 3. Când...fotodetectorDacă nu detectează ieșirea luminii de semnalizare, placa principală de control va opri sursa pompei pentru a preveni deteriorarea YDDCF și a dispozitivelor optice din cauza lipsei de intrare a luminii de semințe.
Sistemul de cale optică laser MOPA adoptă o structură complet din fibră și constă dintr-un modul principal de oscilație și un modul de amplificare în două etape. Modulul principal de oscilație utilizează o diodă laser semiconductoare (LD) cu o lungime de undă centrală de 1064 nm, o lățime a liniei de 3 nm și o putere maximă continuă de ieșire de 400 mW ca sursă de pornire și o combină cu o rețea Bragg cu fibră (FBG) cu o reflectivitate de 99% la 1063,94 nm și o lățime a liniei de 3,5 nm pentru a forma un sistem de selecție a lungimii de undă. Modulul de amplificare în două etape adoptă un design cu pompă inversă, iar YDDCF cu diametre ale miezului de 8 și 30 μm sunt configurate ca medii de amplificare. Coeficienții de absorbție corespunzători ai pompei de acoperire sunt 1,0 și, respectiv, 2,1 dB/m la 915 nm.
Data publicării: 17 septembrie 2025