Laser pulsatu d'alta putenza cù struttura MOPA tutta in fibra

Laser pulsatu d'alta putenzacù struttura MOPA tutta in fibra

I principali tipi strutturali di laser à fibra includenu strutture à risonatore unicu, cumbinazioni di fasci è amplificatori di putenza oscillanti principali (MOPA). Trà elle, a struttura MOPA hè diventata unu di i punti caldi di ricerca attuali per via di a so capacità di ottene alte prestazioni.laser pulsatuuscita cù larghezza d'impulsu è frequenza di ripetizione regulabili (chjamata larghezza d'impulsu è frequenza di ripetizione).

U principiu di funziunamentu di u laser MOPA hè u seguente: L'oscillatore principale (MO) hè una fonte di sementi d'altu rendimentu.laser à semiconduttorechì genera una luce di signale di semente cù parametri regulabili per via di a modulazione diretta di l'impulsi. U cuntrollu principale di Field Programmable gate Array (FPGA) emette signali di corrente impulsiva cù parametri regulabili, chì sò cuntrullati da u circuitu di pilotaggio per fà funziunà a fonte di semente è cumpletà a modulazione iniziale di a luce di semente. Dopu avè ricevutu l'istruzzioni di cuntrollu da a scheda di cuntrollu principale FPGA, u circuitu di pilotaggio di a fonte di a pompa avvia a fonte di a pompa per generà luce di a pompa. Dopu chì a luce di semente è a luce di a pompa sò accoppiate da u divisore di fasciu, sò rispettivamente iniettate in a fibra ottica à doppia guadagna drogata cù Yb3+ (YDDCF) in u modulu di amplificazione ottica à dui stadi. Durante questu prucessu, l'ioni Yb3+ assorbenu l'energia di a luce di a pompa per furmà una distribuzione d'inversione di pupulazione. In seguitu, basatu annantu à i principii di l'amplificazione di l'onda viaghjante è di l'emissione stimulata, a luce di signale di semente ottiene un guadagnu di putenza elevatu in u modulu di amplificazione ottica à dui stadi, producendu infine una putenza elevata.laser pulsatu di nanosecondiA causa di l'aumentu di a putenza di piccu, u signale d'impulsu amplificatu pò subisce una cumpressione di a larghezza d'impulsu per via di l'effettu di bloccu di guadagnu. In l'applicazioni pratiche, e strutture d'amplificazione à più stadii sò spessu aduttate per migliurà ulteriormente a putenza di uscita è l'efficienza di guadagnu.

U sistema di circuitu laser MOPA hè cumpostu da una scheda di cuntrollu principale FPGA, una fonte di pompa, una fonte di sementi, una scheda di circuitu di driver, un amplificatore, ecc. A scheda di cuntrollu principale FPGA pilota a fonte di sementi per emette impulsi di luce di sementi grezzi di livellu MW cù parametri regulabili generendu signali elettrici à impulsi cù forme d'onda regulabili, larghezze d'impulsi (da 5 à 200 ns) è frequenze di ripetizione (da 30 à 900 kHz). Stu signale hè inseritu attraversu l'isolatore à u modulu di amplificazione ottica à dui stadii cumpostu da u preamplificatore è l'amplificatore principale, è infine emette un laser à impulsi corti d'alta energia attraversu l'isolatore otticu cù funzione di collimazione. A fonte di sementi hè dotata di un fotodetector internu per monitorà a putenza di uscita in tempu reale è rimandalla à a scheda di cuntrollu principale FPGA. A scheda di cuntrollu principale cuntrolla i circuiti di pilotaggio di a pompa 1 è 2 per ottene l'operazioni di apertura è chiusura di e fonti di pompa 1, 2 è 3. Quandu ufotodetettoreùn riesce micca à rilevà l'uscita di a luce di u signale, a scheda di cuntrollu principale spegnerà a fonte di a pompa per impedisce danni à l'YDDCF è à i dispositivi ottici per via di a mancanza di entrata di luce di sementi.

U sistema di percorsu otticu laser MOPA adotta una struttura interamente in fibra è hè custituitu da un modulu d'oscillazione principale è un modulu d'amplificazione à dui stadi. U modulu d'oscillazione principale piglia un diodu laser à semiconduttore (LD) cù una lunghezza d'onda centrale di 1064 nm, una larghezza di linea di 3 nm è una putenza di uscita cuntinua massima di 400 mW cum'è fonte di sementi, è u combina cù una reticola di Bragg in fibra (FBG) cù una riflettività di 99% à 1063,94 nm è una larghezza di linea di 3,5 nm per furmà un sistema di selezzione di lunghezza d'onda. U modulu d'amplificazione à 2 stadi adotta un design di pompa inversa, è YDDCF cù diametri di core di 8 è 30 μm sò rispettivamente cunfigurati cum'è mezi di guadagnu. I coefficienti d'assorbimentu di a pompa di rivestimentu currispondenti sò 1,0 è 2,1 dB/m à 915 nm, rispettivamente.