Туйлширсан шилэн нарийн шугамын өргөнтэй лазерын оптик замын зураг төсөл

Туйлширсан шилэн кабелийн оптик замын зураг төсөлнарийн шугамын өргөнтэй лазер

1. Тойм

1018 нм туйлширсан нарийн шугамын өргөнтэй шилэн лазер. Ажлын долгионы урт нь 1018 нм, лазерын гаралтын чадал нь 104 Вт, 3 дБ ба 20 дБ-ийн спектрийн өргөн нь тус тус ~21 GHz ба ~72 GHz, туйлшралын унтралтын харьцаа >17.5 дБ, цацрагийн чанар өндөр (2 x M – 1.62 ба 2 y M) Aлазер системналуугийн үр ашиг 79% (∼1.63) байна.

2. Оптик замын тодорхойлолт

А-дтуйлширсан шилэн нарийн шугамын өргөн лазерШугаман туйлширсан шилэн лазер осциллятор нь хос туйлшралыг хадгалдаг шилэн тор болон олшруулалтын орчин болгон 1.5 метр урттай 10/125 μм иттербиумаар хольсон давхар бүрхүүлтэй туйлшралыг хадгалдаг шилэн торноос бүрдэнэ. Энэхүү шилэн кабелийн 976 нм-ийн шингээлтийн коэффициент нь 5 дБ/м байна. Лазер осцилляторыг 976 нм долгионы уртаар түгжигдсэн шахуургаар шахдаг.хагас дамжуулагч лазертуйлшралыг хадгалах (1+1)×1 цацрагийн нэгтгэгчээр дамжуулан хамгийн ихдээ 27 Вт чадалтай. Өндөр тусгалтай тор нь 99%-иас дээш тусгалтай бөгөөд 3 дБ тусгал зурвасын өргөн нь ойролцоогоор 0.22 нм байна. Торны бага тусгал нь 40%, 3 дБ тусгал зурвасын өргөн нь ойролцоогоор 0.216 нм байна. Хоёр торны төвийн тусгал долгионы урт нь 1018 нм байна. Лазер резонаторын гаралтын чадал болон ASE дарах харьцааг тэнцвэржүүлэхийн тулд торны бага тусгал чадварыг 40% болгон оновчтой болгосон. Өндөр тусгалтай торны сүүлний ширхэгийг олшруулагчтай холбосон бол бага тусгалтай торны сүүлний ширхэгийг 90° эргүүлж, бүрээсний шүүлтүүрийн сүүлний ширхэгтэй холбосон. Тиймээс өндөр тусгалтай торны хурдан тэнхлэгийн тусгал долгионы уртын оргил байрлал нь бага тусгалтай торны удаан тэнхлэгийн тусгал долгионы урттай тохирч байна. Ийм байдлаар зөвхөн нэг туйлширсан лазер резонансын хөндийд хэлбэлзэж чадна. Шилэн бүрхүүлд үлдсэн шахуургын гэрлийг резонансын хөндийд хайлуулсан өөрөө хийсэн бүрхүүлийн шүүлтүүрээр шүүж, гаралтын сүүлийг 8°-аар налуу болгож, төгсгөлийн нүүрний хариу үйлдэл болон паразит хэлбэлзлээс сэргийлнэ.

3. Үндсэн мэдлэг

Шугаман туйлширсан шилэн лазерын үүсгэлтийн механизм: Стрессийн хоёр хугарлын улмаас лийр хэлбэртэй туйлшрал хадгалах шилэн нь хурдан тэнхлэг ба удаан тэнхлэг гэж нэрлэгддэг хоёр ортогональ туйлшралын тэнхлэгтэй байдаг. Ерөнхийдөө удаан тэнхлэгийн хугарлын индекс нь хурдан тэнхлэгийнхээс их байдаг тул туйлшрал хадгалах шилэн дээр бичигдсэн тор нь хоёр өөр төвийн долгионы урттай байдаг. Шугаман туйлширсан шилэн лазерын резонансын хөндий нь ихэвчлэн хоёр туйлшрал хадгалах торноос бүрдэнэ. Хурдан тэнхлэг ба удаан тэнхлэг дээрх бага тусгалтай тор болон өндөр тусгалтай торны долгионы урт нь тус тус тохирч байна. Туйлшрал хадгалах торны тусгал зурвасын өргөн хангалттай нарийхан үед хурдан тэнхлэг ба удаан тэнхлэгийн чиглэл дэх дамжуулах спектрийг салгаж, долгионы урт хоёулаа резонансын хөндий дотор чичирч болно. Туйлшрал хадгалах торны хос долгионы хэлбэлзлийн зарчмын дагуу туршилтаар үүнийг хэрэгжүүлэхийн тулд зэрэгцээ гагнуурын аргыг ашиглаж болно. Гагнуурын үед хоёр торны туйлшралыг хадгалах тэнхлэгүүд зэрэгцдэг. Ингэснээр өндөр тусгалтай торны хоёр дамжуулалтын оргил нь бага тусгалтай торныхтой тохирч, улмаар хос долгионы урттай лазер гаралтыг бий болгож чадна.

Бодит лазерын туйлшралыг хадгалах системд шугаман гажуудал нь шугаман туйлширсан лазерын гаралтын шинж чанарыг үнэлэх чухал үзүүлэлт юм. Ерөнхийдөө өндөр ойлтын торны үе нь бага ойлтын торныхоос их байдаг. Өндөр PER утгатай шугаман туйлширсан лазер авахын тулд зөвхөн нэг туйлшралын оргил чичирхийлэх шаардлагатай. Бага ойлтын торны хурдан тэнхлэг нь өндөр ойлтын торны удаан тэнхлэгийн дагуу байх үед бага ойлтын торны хурдан тэнхлэгийн чиглэл дэх төвийн долгионы урт нь өндөр ойлтын торны удаан тэнхлэгийн чиглэл дэхтэй тохирч байхад бага ойлтын торны удаан тэнхлэгийн чиглэл дэх дамжуулалтын оргил нь өндөр ойлтын торны хурдан тэнхлэгийн чиглэл дэх дамжуулалтын оргилтой тохирохгүй байна. Ийм байдлаар нэг дамжуулалтын оргилыг чичиргэж болно. Үүнтэй адилаар, бага ойлтын торны удаан тэнхлэг нь өндөр ойлтын торны хурдан тэнхлэгийн дагуу байх үед бага ойлтын торны удаан тэнхлэгийн төв долгионы урт нь өндөр ойлтын торны хурдан тэнхлэгийнхтэй тохирч байхад бага ойлтын торны хурдан тэнхлэгийн дамжуулах оргил нь өндөр ойлтын торны удаан тэнхлэгийнхтэй тохирохгүй байна. Ийм байдлаар нэг дамжуулах оргилыг чичиргэж болно. Дээрх хоёр аргын аль аль нь шугаман туйлширсан лазер гаралтыг бий болгож чадна. Туйлшралыг хадгалах торны нэг долгионы урттай шугаман туйлширсан лазерын хэлбэлзлийн зарчмын дагуу туршилтанд үүнийг хэрэгжүүлэхийн тулд ортогональ залгах аргыг ашиглаж болно. Өндөр тусгалтай тор болон бага тусгалтай торны туйлшралыг хадгалах тэнхлэгүүдийн залгах өнцөг 90° байх үед өндөр тусгалтай торны удаан тэнхлэгийн чиглэл дэх дамжуулалтын оргил нь бага тусгалтай торны хурдан тэнхлэгийн чиглэл дэх дамжуулалтын оргилтой тохирч байгаа тул нэг долгионы урттай шугаман туйлширсан шилэн лазерын гаралтыг бий болгож чадна.