Өнеркәсіп жаңалықтары

Қысқа толқын ұзындығы тар желілік талшықты лазер

2021-12-27
Спектрлік синтез технологиясы үшін синтезделген лазердің қосалқы сәулелерінің санын көбейту синтез қуатын арттырудың маңызды әдістерінің бірі болып табылады. Талшықты лазерлердің спектрлік диапазонын кеңейту спектрлік синтез лазерінің қосалқы сәулелерінің санын көбейтуге және спектрлік синтез қуатын арттыруға көмектеседі [44-45]. Қазіргі уақытта жиі қолданылатын спектр синтезінің диапазоны 1050~1072 нм. Тар сызықты талшықты лазерлердің толқын ұзындығы диапазонын 1030 нм дейін кеңейту спектр синтезі технологиясы үшін үлкен маңызға ие. Сондықтан көптеген ғылыми-зерттеу мекемелері қысқа толқын ұзындығына (толқын ұзындығы 1040 нм-ден аз) назар аударды тар сызық Кең талшықты лазерлер зерттелді. Бұл құжат негізінен 1030 нм талшықты лазерді зерттейді және спектралды синтезделген лазердің қосалқы сәулесінің толқын ұзындығы диапазонын 1030 нм дейін кеңейтеді.
Әртүрлі толқын ұзындығы бар талшықты лазерлердің шығыс сипаттамаларына негізінен күшейту талшығының жұту спектрі мен сәулелену спектрі әсер етеді. Қысқа толқынды талшықты лазерлер үшін талшықты лазерлердің дәстүрлі толқын ұзындығы жолағымен (1060~1080 нм) салыстырғанда күшейту талшығының сіңіру қимасы үлкенірек. Қысқа толқынды лазер ұзағырақ толқын ұзындығын шығару үшін күшейту талшығында оңай реабсорбцияланады, яғни ASE генерацияланады, бұл оның шығыс қуатын шектейді.

2011 жылы Йена университетінің О.Шмидт күшейту үшін тұқым жарығы ретінде тар сызықты ASE көзін пайдаланды. Тұқым көзі құрылымы 21-суретте көрсетілген. Тұқымның ені 12-де бақылау үшін екі тор қолданылады, тұқым шығару қуаты 400 мВт, орталық толқын ұзындығы 1030 нм. Тұқым көзі екі кезеңде күшейтіледі. Бірінші кезеңде 40/200 фотонды кристалды талшықты, ал екінші кезеңде 42/500 фотонды кристалды талшықты пайдаланады. Соңғы шығыс қуаты 697 Вт және сәуленің сапасы M2=1,34 [46].


2016 жылы АҚШ Әуе күштері зертханасының қызметкері Надер А.Надери тұқым көзі ретінде 1030 нм модуляцияланған PRBS сигналы бар бір жиілікті лазерді пайдаланды. Тұқым көзінің спектрлік ені 3,5 ГГц болды, содан кейін ол күшейткіш сатысы арқылы күшейтілді. Эксперименттік құрылғы 22-суретте көрсетілген. Жүйе 1030 нм диапазонының лазерлік шығыс қуатын 1034 Вт-қа дейін арттырады, спектрлік сызық ені 11 pm, күшейткіш сатысының шығыс тиімділігі 80%, ASE басу коэффициенті 40 дБ дейін, сәуленің сапасы M2. = 1,1-ден 1,2-ге дейін. Экспериментте SBS және ASE әсерлері күшейту талшығының ұзындығын бақылау арқылы басылды [47-48].

2014 жылы Йе Хуан және т.б. Америка Құрама Штаттарындағы Nufern компаниясы 1028~1100 нм толқын ұзындығы диапазонында кВ лазер шығаруға қол жеткізді [49]. Тәжірибеде негізінен 1028 нм және 1100 нм лазерлер зерттеліп, нәтижелер 1064 нм лазерлермен салыстырылды. Дәстүрлі жолақты талшықты лазерлермен салыстырғанда қысқа толқынды және ұзын толқынды талшықты лазерлердің ASE әсері айтарлықтай жоғарылағаны анықталды. Ақырында, ASE әсерін басудан кейін 1028 нм диапазонында 1215 Вт бір режимді лазер шығысына қол жеткізілді және оптикалық тиімділік 75% құрады.

2016 жылы американдық компания Роман Ягодкин және т.б. тұқым көзі ретінде бір жиілікті лазерде фазалық модуляцияны орындады. Күшейтуден кейін >1,5 кВт лазер шығысы алынды. Лазердің орталық толқын ұзындығының диапазоны 1030~1070 нм, ал спектрлік сызықтың ені <15 ГГц[50]. Толқын ұзындығы бойынша шығыс спектрі 23-суретте көрсетілген. Спектрден қысқа толқынды лазер спектрінің ASE басу коэффициенті 1064 нм жақын лазерге қарағанда шамамен 15 дБ төмен екенін көруге болады. 2017 жылы АҚШ-тың IPG компаниясы спектрді 20 ГГц-ке дейін кеңейту үшін 1030 нм бір жиілікті лазерде фазалық модуляцияны орындады. Үш сатылы алдын ала күшейту кезеңінен кейін шығыс қуаты 15-20 Вт-қа жетті, ең соңында негізгі күшейткіш сатысынан кейін шығыс қуаты 2,2 кВт болды. Қысқа толқынды лазердің шығысы қазіргі уақытта 1030 нм жолақты талшықты лазердің ең жоғары шығыс қуаты болып табылады [50].
Қорытындылай келе, ASE әсерінің әсерінен қысқа толқынды тар сызықты талшықты лазердің максималды шығыс қуаты бар болғаны 2,2 кВт құрайды, бұл әдеттегі лазердің жанында тар сызықты талшықты лазермен салыстырғанда әзірлеуге көп орынға ие. толқын ұзындығы 1064 нм.

X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept