Héichleistungspulslasermat enger ganzfaser MOPA-Struktur
Déi wichtegst Strukturtypen vu Faserlaser sinn eenzel Resonatorstrukturen, Strahlkombinatiounsstrukturen a Master-oszilléierend Leeschtungsverstärker (MOPA). Dorënner ass d'MOPA-Struktur zu engem vun den aktuellen Fuerschungshotspots ginn, well se héich Leeschtung erreeche kann.gepulste LaserAusgang mat justierbarer Pulsbreet a Widderhuelungsfrequenz (bezeechent als Pulsbreet a Widderhuelungsfrequenz).
De Funktionsprinzip vum MOPA-Laser ass wéi follegt: Den Haaptoszillator (MO) ass eng héich performant SomquellHalbleiterlaserdat Somsignalliicht mat justierbare Parameteren duerch direkt Pulsmodulatioun generéiert. D'Field Programmable Gate Array (FPGA) Haaptsteierung gëtt Pulsstroumsignaler mat justierbare Parameteren aus, déi vum Undriffskrees gesteiert ginn, fir d'Somquell ze bedreiwen an déi initial Modulatioun vum Somliicht ofzeschléissen. Nodeems d'Steierungsinstruktioune vum FPGA Haaptsteierplat kritt goufen, start d'Undriffskrees vun der Pompelquell d'Pompelquell fir Pompeliicht ze generéieren. Nodeems d'Somliicht an d'Pompelliicht vum Strahlensplitter gekoppelt sinn, ginn se jeeweileg an d'Yb3+ -dotiert Duebelbekleetung optesch Faser (YDDCF) am zweestufege optesche Verstärkungsmodul injizéiert. Wärend dësem Prozess absorbéieren d'Yb3+ Ionen d'Energie vum Pompelliicht fir eng Populatiounsinversiounsverdeelung ze bilden. Duerno, baséiert op de Prinzipie vun der Wanderwellenverstärkung an der stimuléierter Emissioun, erreecht d'Somsignalliicht e groussen Energiegewënn am zweestufege optesche Verstärkungsmodul, wat schlussendlech en héichleeschtenden ... ausgëtt.Nanosekonnen-PulslaserWéinst der Erhéijung vun der Spëtzeleistung kann dat verstäerkt Pulssignal eng Pulsbreetkompressioun erliewen wéinst dem Verstärkungsklemmeffekt. A prakteschen Uwendungen ginn dacks méistufeg Verstärkungsstrukturen ugeholl, fir d'Ausgangsleistung an d'Verstärkungseffizienz weider ze verbesseren.
De MOPA-Laserschaltungssystem besteet aus enger FPGA-Haaptsteierplack, enger Pompelquell, enger Somquell, enger Treiberleitungsplack, engem Verstärker, etc. D'FPGA-Haaptsteierplack steiert d'Somquell un, fir réi Somliichtimpulser op MW-Niveau mat justierbare Parameteren auszeginn, andeems se pulséiert elektresch Signaler mat justierbare Welleformen, Pulsbreeten (5 bis 200ns) a Widderhuelungsraten (30 bis 900kHz) generéiert. Dëst Signal gëtt iwwer den Isolator an den zweestufege optesche Verstärkungsmodul agefouert, deen aus dem Virverstärker an dem Haaptverstärker besteet, a schliisslech gëtt en héichenergetesche Kuerzimpulslaser iwwer den opteschen Isolator mat Kollimatiounsfunktioun ausginn. D'Somquell ass mat engem internen Photodetektor ausgestatt, fir d'Ausgangsleistung a Echtzäit ze iwwerwaachen an se un d'FPGA-Haaptsteierplack zréckzeginn. D'Haaptsteierplack steiert d'Pompelundriffsschaltungen 1 an 2, fir d'Öffnungs- a Schliessoperatioune vun de Pompelquellen 1, 2 an 3 z'erreechen. Wann denFotodetektorWann den Ausgang vum Signalliicht net erkannt gëtt, schalt d'Haaptsteierplatine d'Pompelquell aus, fir Schied un der YDDCF an den opteschen Apparater ze vermeiden, well de Somliicht net ukommt.
De MOPA-Laser-Optikweesystem benotzt eng Vollfaserstruktur a besteet aus engem Haaptoszillatiounsmodul an engem zweestufege Verstärkungsmodul. Den Haaptoszillatiounsmodul benotzt eng Hallefleiterlaserdiod (LD) mat enger zentraler Wellelängt vun 1064 nm, enger Linnebreet vun 3 nm an enger maximaler kontinuéierlecher Ausgangsleistung vu 400 mW als Seedquell a kombinéiert se mat engem Faser-Bragg-Gitter (FBG) mat enger Reflexivitéit vun 99%@1063,94 nm an enger Linnebreet vun 3,5 nm fir e Wellelängteauswielsystem ze bilden. Den zweestufege Verstärkungsmodul benotzt en ëmgedréint Pompeldesign, an YDDCF mat Kärduerchmiesser vun 8 respektiv 30 μm sinn als Verstärkungsmedien konfiguréiert. Déi entspriechend Beschichtungspompel-Absorptiounskoeffizienten sinn 1,0 respektiv 2,1 dB/m@915 nm.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 17. September 2025