მაღალი სიმძლავრის იმპულსური ლაზერი მთლიანად ბოჭკოვანი MOPA სტრუქტურით

მაღალი სიმძლავრის პულსირებული ლაზერიმთლიანად ბოჭკოვანი MOPA სტრუქტურით

ბოჭკოვანი ლაზერების ძირითადი სტრუქტურული ტიპებია ერთრეზონატორული, სხივური კომბინირებული და მთავარი რხევითი სიმძლავრის გამაძლიერებლის (MOPA) სტრუქტურები. მათ შორის, MOPA სტრუქტურა თანამედროვე კვლევის ერთ-ერთ ცხელ წერტილად იქცა მაღალი ხარისხის მიღწევის უნარის გამო.პულსური ლაზერიგამომავალი რეგულირებადი პულსის სიგანით და გამეორების სიხშირით (მოხსენიებული, როგორც პულსის სიგანე და გამეორების სიხშირე).

MOPA ლაზერის მუშაობის პრინციპი შემდეგია: მთავარი ოსცილატორი (MO) არის მაღალი ხარისხის საწყისი წყარო.ნახევარგამტარული ლაზერირომელიც პირდაპირი იმპულსური მოდულაციის გზით წარმოქმნის რეგულირებადი პარამეტრებით დათესვის სიგნალის სინათლეს. FPGA-ს (Field Programmable Gate Array) მთავარი მართვის სისტემა გამოსცემს რეგულირებადი პარამეტრებით დათესვის წყაროს სამართავად და დათესვის სინათლის საწყისი მოდულაციის დასასრულებლად მოქმედი პულსური დენის სიგნალებს. FPGA-ს მთავარი მართვის დაფიდან მართვის ინსტრუქციების მიღების შემდეგ, ტუმბოს წყაროს მართვის სქემა იწყებს ტუმბოს წყაროს ტუმბოს სინათლის გენერირებისთვის. მას შემდეგ, რაც დათესვის ნათურა და ტუმბოს ნათურა სხივის გამყოფით შეერთდება, ისინი შესაბამისად შეჰყავთ Yb3+-დოპირებულ ორმაგად შემოსაზღვრულ ოპტიკურ ბოჭკოში (YDDCF) ორსაფეხურიან ოპტიკურ გამაძლიერებელ მოდულში. ამ პროცესის დროს, Yb3+ იონები შთანთქავენ ტუმბოს სინათლის ენერგიას პოპულაციის ინვერსიული განაწილების შესაქმნელად. შემდგომში, მოძრავი ტალღის გაძლიერებისა და სტიმულირებული ემისიის პრინციპების საფუძველზე, დათესვის სიგნალის სინათლე აღწევს მაღალ სიმძლავრის მომატებას ორსაფეხურიან ოპტიკურ გამაძლიერებელ მოდულში, საბოლოოდ გამოიმუშავებს მაღალი სიმძლავრის...ნანოწამიანი პულსური ლაზერიპიკური სიმძლავრის ზრდის გამო, გაძლიერებულ იმპულსურ სიგნალს შეიძლება განიცადოს იმპულსის სიგანის შეკუმშვა გაძლიერების შემაკავებელი ეფექტის გამო. პრაქტიკულ გამოყენებაში, გამომავალი სიმძლავრის შემდგომი გაზრდისა და ეფექტურობის გაზრდის მიზნით, ხშირად გამოიყენება მრავალსაფეხურიანი გამაძლიერებელი სტრუქტურები.

MOPA ლაზერული წრედის სისტემა შედგება FPGA მთავარი მართვის დაფისგან, ტუმბოს წყაროსგან, საწყისი წყაროსგან, დრაივერის წრედის დაფისგან, გამაძლიერებლისგან და ა.შ. FPGA მთავარი მართვის დაფა ამოძრავებს საწყისი წყაროს, რათა გამოსცეს MW დონის ნედლი საწყისი სინათლის იმპულსები რეგულირებადი პარამეტრებით, რეგულირებადი ტალღის ფორმებით, პულსის სიგანით (5-დან 200 ნმ-მდე) და გამეორების სიხშირით (30-დან 900 კჰც-მდე) პულსური ელექტრული სიგნალების გენერირებით. ეს სიგნალი იზოლატორის მეშვეობით შედის ორსაფეხურიან ოპტიკურ გამაძლიერებელ მოდულში, რომელიც შედგება წინასწარი გამაძლიერებლისა და მთავარი გამაძლიერებლისგან და საბოლოოდ გამოაქვს მაღალი ენერგიის მოკლე იმპულსური ლაზერი კოლიმაციის ფუნქციით აღჭურვილი ოპტიკური იზოლატორის მეშვეობით. საწყისი წყარო აღჭურვილია შიდა ფოტოდეტექტორით, რათა აკონტროლოს გამომავალი სიმძლავრე რეალურ დროში და დაუბრუნოს FPGA მთავარ მართვის დაფას. მთავარი მართვის დაფა აკონტროლებს ტუმბოს ამძრავ წრედებს 1 და 2, რათა უზრუნველყოს ტუმბოს წყაროების 1, 2 და 3 გახსნისა და დახურვის ოპერაციები. როდესაცფოტოდეტექტორისიგნალის სინათლის გამომავალი ვერ აღმოჩენის შემთხვევაში, მთავარი მართვის დაფა გამორთავს ტუმბოს წყაროს, რათა თავიდან აიცილოს YDDCF-ის და ოპტიკური მოწყობილობების დაზიანება საწყისი სინათლის შეყვანის არარსებობის გამო.

MOPA ლაზერული ოპტიკური გზის სისტემა იყენებს მთლიანად ბოჭკოვან სტრუქტურას და შედგება მთავარი რხევის მოდულისა და ორსაფეხურიანი გამაძლიერებელი მოდულისგან. მთავარი რხევის მოდული იყენებს ნახევარგამტარული ლაზერული დიოდს (LD), რომლის ცენტრალური ტალღის სიგრძეა 1064 ნმ, ხაზის სიგანეა 3 ნმ და მაქსიმალური უწყვეტი გამომავალი სიმძლავრეა 400 მვტ, როგორც საწყისი წყარო და აერთიანებს მას ბოჭკოვან ბრაგის ბადესთან (FBG), რომლის არეკვლის კოეფიციენტია 99% @1063.94 ნმ და ხაზის სიგანეა 3.5 ნმ, რათა შექმნას ტალღის სიგრძის შერჩევის სისტემა. 2-საფეხურიანი გამაძლიერებელი მოდული იყენებს უკუ ტუმბოს დიზაინს, ხოლო YDDCF, რომლის ბირთვის დიამეტრი 8 და 30 მკმ-ია, შესაბამისად კონფიგურირებულია როგორც გამაძლიერებელი საშუალება. შესაბამისი საფარის ტუმბოს შთანთქმის კოეფიციენტებია შესაბამისად 1.0 და 2.1 დბ/მ @915 ნმ.