طراحی مسیر نوری لیزرهای پالسی مستطیلی

طراحی مسیر نوری مستطیلیلیزرهای پالسی

مروری بر طراحی مسیر نوری

یک لیزر فیبری دو طول موجی رزونانسی سالیتون آلاییده به تولیم با قفل مدی غیرفعال مبتنی بر ساختار آینه حلقه‌ای فیبری غیرخطی.

۲. شرح مسیر نوری

رزونانس سالیتون اتلافی دو طول موجی آلاییده شده با تولیوملیزر فیبرطراحی ساختار حفره‌ای به شکل «۸» را اتخاذ می‌کند (شکل ۱).

قسمت چپ حلقه اصلی تک جهته است، در حالی که قسمت راست یک ساختار آینه حلقه‌ای فیبر نوری غیرخطی است. حلقه تک جهته چپ شامل یک تقسیم‌کننده دسته، یک فیبر نوری آلاییده شده با تولیوم ۲.۷ متری (SM-TDF-10P130-HE) و یک کوپلر فیبر نوری باند ۲ میکرومتری با ضریب کوپلینگ ۹۰:۱۰ است. یک جداکننده وابسته به قطبش (PDI)، دو کنترل‌کننده قطبش (کنترل‌کننده‌های قطبش: PC)، یک فیبر با قابلیت نگهداری قطبش ۰.۴۱ متری (PMF). ساختار آینه حلقه‌ای فیبر نوری غیرخطی در سمت راست با کوپلینگ نور از حلقه تک جهته چپ به آینه حلقه‌ای فیبر نوری غیرخطی در سمت راست از طریق یک کوپلر نوری با ساختار ۲×۲ با ضریب ۹۰:۱۰ حاصل می‌شود. ساختار آینه حلقه‌ای فیبر نوری غیرخطی در سمت راست شامل یک فیبر نوری ۷۵ متری (SMF-28e) و یک کنترل‌کننده قطبش است. یک فیبر نوری تک حالته ۷۵ متری برای افزایش اثر غیرخطی استفاده شده است. در اینجا، از یک کوپلر فیبر نوری ۹۰:۱۰ برای افزایش اختلاف فاز غیرخطی بین انتشار ساعتگرد و پادساعتگرد استفاده شده است. طول کل این ساختار دو طول موجی ۸۹.۵ متر است. در این چیدمان آزمایشگاهی، نور پمپ ابتدا از یک ترکیب‌کننده پرتو عبور می‌کند تا به فیبر نوری آلاییده شده با تولیم به محیط بهره برسد. پس از فیبر نوری آلاییده شده با تولیم، یک کوپلر ۹۰:۱۰ متصل می‌شود تا ۹۰٪ انرژی را درون حفره به گردش درآورد و ۱۰٪ انرژی را از حفره خارج کند. در عین حال، یک فیلتر دوشکستی لیوت از یک فیبر نوری نگهدارنده قطبش تشکیل شده است که بین دو کنترل‌کننده قطبش و یک قطبشگر قرار دارد که در فیلتر کردن طول موج‌های طیفی نقش دارد.

۳. دانش پیش‌زمینه

در حال حاضر، دو روش اساسی برای افزایش انرژی پالس لیزرهای پالسی وجود دارد. یک رویکرد، کاهش مستقیم اثرات غیرخطی، از جمله کاهش توان پیک پالس‌ها از طریق روش‌های مختلف، مانند استفاده از مدیریت پراکندگی برای پالس‌های کشیده، نوسانگرهای چیرپ شده غول‌پیکر، و لیزرهای پالسی شکافنده پرتو و غیره است. رویکرد دیگر، جستجوی مکانیسم‌های جدیدی است که بتوانند تجمع فاز غیرخطی بیشتری را تحمل کنند، مانند خود-تشابهی و پالس‌های مستطیلی. روش فوق می‌تواند با موفقیت انرژی پالس را تقویت کند.لیزر پالسیتا ده‌ها نانوژول. رزونانس سالیتون اتلافی (رزونانس سالیتون اتلافی: DSR) یک مکانیسم تشکیل پالس مستطیلی است که اولین بار توسط ن. آخمدیف و همکارانش در سال ۲۰۰۸ پیشنهاد شد. ویژگی پالس‌های رزونانس سالیتون اتلافی این است که، در حالی که دامنه ثابت نگه داشته می‌شود، عرض پالس و انرژی پالس مستطیلی شکافت غیر موجی با افزایش توان پمپ به طور یکنواخت افزایش می‌یابد. این امر تا حدودی محدودیت نظریه سنتی سالیتون در مورد انرژی تک پالس را از بین می‌برد. رزونانس سالیتون اتلافی را می‌توان با ساخت جذب اشباع و جذب اشباع معکوس، مانند اثر چرخش قطبش غیرخطی (NPR) و اثر آینه حلقه‌ای فیبر غیرخطی (NOLM) به دست آورد. اکثر گزارش‌ها در مورد تولید پالس‌های رزونانس سالیتون اتلافی بر اساس این دو مکانیسم قفل مد هستند.