Nagy teljesítményű impulzuslézerteljes szálas MOPA szerkezettel
A szálas lézerek fő szerkezeti típusai közé tartoznak az egyrezonátoros, a nyalábkombinációs és a fő oszcilláló teljesítményerősítős (MOPA) struktúrák. Ezek közül a MOPA struktúra a jelenlegi kutatások egyik fő célpontjává vált a nagy teljesítmény elérésére való képessége miatt.impulzuslézerállítható impulzusszélességgel és ismétlési frekvenciával rendelkező kimenet (impulzusszélességnek és ismétlési frekvenciának nevezik).
A MOPA lézer működési elve a következő: A fő oszcillátor (MO) egy nagy teljesítményű vetőmagforrásfélvezető lézeramely közvetlen impulzusmodulációval állítja elő a vetőmagjelző fényt, állítható paraméterekkel. A terepi programozható kapumátrix (FPGA) fő vezérlője állítható paraméterekkel rendelkező impulzusáram-jeleket ad ki, amelyeket a meghajtó áramkör vezérel a vetőmagforrás működtetéséhez és a vetőmagfény kezdeti modulációjának befejezéséhez. Miután megkapta a vezérlő utasításokat az FPGA fő vezérlőpaneljétől, a szivattyúforrás meghajtó áramköre elindítja a szivattyúforrást a szivattyúfény előállításához. Miután a vetőmagfényt és a szivattyúfényt a nyalábosztó összekapcsolta, azokat a kétlépcsős optikai erősítő modulban lévő Yb3+-adalékolt, kettős bevonatú optikai szálba (YDDCF) injektálják. A folyamat során az Yb3+ ionok elnyelik a szivattyúfény energiáját, populációinverziós eloszlást képezve. Ezt követően a haladóhullám-erősítés és az indukált emisszió elvei alapján a vetőmagjelző fény nagy teljesítményerősítést ér el a kétlépcsős optikai erősítő modulban, végső soron nagy teljesítményű jelet adva ki.nanoszekundumos impulzuslézerA csúcsteljesítmény növekedése miatt az erősített impulzusjel impulzusszélesség-szűkülést tapasztalhat az erősítéskorlátozó hatás miatt. A gyakorlati alkalmazásokban gyakran alkalmaznak többlépcsős erősítési struktúrákat a kimeneti teljesítmény és az erősítés hatékonyságának további növelése érdekében.
A MOPA lézeráramköri rendszer egy FPGA fő vezérlőpanelből, egy szivattyúforrásból, egy vetőmagforrásból, egy meghajtó áramköri panelből, egy erősítőből stb. áll. Az FPGA fő vezérlőpanelje MW-szintű nyers vetőmagfény-impulzusok előállítására szolgál, állítható paraméterekkel, állítható hullámformájú, impulzusszélességű (5-200 ns) és ismétlési frekvenciájú (30-900 kHz) elektromos impulzusjelek generálásával. Ez a jel a leválasztón keresztül jut a kétfokozatú optikai erősítő modulba, amely az előerősítőből és a fő erősítőből áll, és végül nagy energiájú, rövid impulzusú lézert ad ki a kollimációs funkcióval rendelkező optikai leválasztón keresztül. A vetőmagforrás egy belső fotodetektorral van felszerelve, amely valós időben figyeli a kimeneti teljesítményt, és visszatáplálja azt az FPGA fő vezérlőpanelre. A fő vezérlőpanel vezérli az 1-es és 2-es szivattyúmeghajtó áramköröket az 1-es, 2-es és 3-as szivattyúforrások nyitási és zárási műveleteinek eléréséhez. Amikor a...fotodetektorHa a jelzőfény kimenetét nem érzékeli, a fő vezérlőpanel leállítja a szivattyúforrást, hogy megakadályozza az YDDCF és az optikai eszközök károsodását a vetőmagfény bemenetének hiánya miatt.
A MOPA lézeres optikai útvonalrendszer teljes egészében száloptikai szerkezetű, és egy fő oszcillációs modulból, valamint egy kétlépcsős erősítő modulból áll. A fő oszcillációs modul egy 1064 nm központi hullámhosszúságú, 3 nm vonalszélességű és 400 mW maximális folyamatos kimeneti teljesítményű félvezető lézerdiódát (LD) használ jelforrásként, és ezt egy 99%@1063,94 nm fényvisszaverő képességű és 3,5 nm vonalszélességű szálas Bragg-ráccsal (FBG) kombinálja egy hullámhossz-kiválasztó rendszer létrehozásához. A kétlépcsős erősítőmodul fordított pumpálású kialakítású, és 8, illetve 30 μm magátmérőjű YDDCF rétegeket használnak erősítőközegként. A megfelelő bevonatszivattyú abszorpciós együtthatói 1,0, illetve 2,1 dB/m@915 nm.
Közzététel ideje: 2025. szeptember 17.