Projekt ścieżki optycznej prostokątnejlasery impulsowe
Przegląd projektowania ścieżek optycznych
Pasywny laser światłowodowy z synchronizacją modów, rozpraszający dwa pasma długości fali, solitonowy rezonansowy, domieszkowany tulem, oparty na nieliniowej strukturze zwierciadła pierścieniowego.
2. Opis ścieżki optycznej
Dwufalowy rozpraszający soliton rezonansowy domieszkowany tulemlaser światłowodowyprzyjmuje konstrukcję struktury wnęki o kształcie litery „8” (rysunek 1).
Lewa część to główna pętla jednokierunkowa, natomiast prawa część to nieliniowa struktura zwierciadła pętli światłowodu. Lewa pętla jednokierunkowa zawiera rozdzielacz wiązki, 2,7-metrowe włókno światłowodowe domieszkowane tulem (SM-TDF-10P130-HE) oraz sprzęgacz światłowodowy o paśmie 2 μm ze współczynnikiem sprzężenia 90:10. Jeden izolator zależny od polaryzacji (PDI), dwa kontrolery polaryzacji (kontrolery polaryzacji: PC), włókno o długości 0,41 m z utrzymaniem polaryzacji (PMF). Nieliniowa struktura zwierciadła pierścienia światłowodu po prawej stronie jest uzyskiwana poprzez sprzężenie światła z lewej pętli jednokierunkowej do nieliniowego zwierciadła pierścienia światłowodu po prawej stronie poprzez sprzęgacz optyczny o strukturze 2×2 ze współczynnikiem 90:10. Nieliniowa struktura zwierciadła pierścienia światłowodu po prawej stronie zawiera 75-metrowe włókno światłowodowe (SMF-28e) i kontroler polaryzacji. Do wzmocnienia efektu nieliniowego zastosowano 75-metrowy światłowód jednomodowy. W tym przypadku zastosowano sprzęgacz światłowodowy 90:10, aby zwiększyć nieliniową różnicę faz między propagacją zgodną z ruchem wskazówek zegara a przeciwną do ruchu wskazówek zegara. Całkowita długość tej struktury o dwóch długościach fali wynosi 89,5 metra. W tym układzie eksperymentalnym światło pompujące przechodzi najpierw przez łącznik wiązki, aby dotrzeć do ośrodka wzmocnienia – światłowodu domieszkowanego tulem. Za światłowodem domieszkowanym tulem podłączany jest sprzęgacz 90:10, który cyrkuluje 90% energii wewnątrz wnęki i odprowadza 10% energii na zewnątrz. Jednocześnie dwójłomny filtr Lyota składa się ze światłowodu utrzymującego polaryzację, umieszczonego pomiędzy dwoma kontrolerami polaryzacji, oraz polaryzatora, który odgrywa rolę w filtrowaniu długości fal widmowych.
3. Wiedza ogólna
Obecnie istnieją dwie podstawowe metody zwiększania energii impulsów laserów impulsowych. Jedna z nich polega na bezpośredniej redukcji efektów nieliniowych, w tym obniżeniu mocy szczytowej impulsów za pomocą różnych metod, takich jak zarządzanie dyspersją dla impulsów rozciągniętych, gigantycznych oscylatorów z ćwierkaniem (Gigan Chirped Oscillators) i laserów impulsowych z rozszczepieniem wiązki (Beam Splitting). Inną metodą jest poszukiwanie nowych mechanizmów, które tolerują bardziej nieliniową akumulację fazy, takich jak samopodobieństwo i impulsy prostokątne. Wspomniana metoda może skutecznie wzmocnić energię impulsów laserów impulsowych.laser pulsacyjnydo dziesiątek nanodżuli. Dyssypatywny rezonans solitonowy (Dissipative soliton resonance: DSR) to prostokątny mechanizm formowania impulsów, zaproponowany po raz pierwszy przez N. Akhmedieva i in. w 2008 roku. Cechą dyssypatywnych impulsów rezonansowych solitonowych jest to, że przy stałej amplitudzie, szerokość impulsu i energia prostokątnego impulsu nierozszczepiającego fali rosną monotonicznie wraz ze wzrostem mocy pompy. To, do pewnego stopnia, przełamuje ograniczenia tradycyjnej teorii solitonów dotyczącej energii pojedynczego impulsu. Dyssypatywny rezonans solitonowy można osiągnąć poprzez konstruowanie absorpcji nasyconej i odwrotnej absorpcji nasyconej, takich jak nieliniowy efekt rotacji polaryzacji (NPR) i nieliniowy efekt zwierciadła pierścienia światłowodowego (NOLM). Większość raportów dotyczących generowania dyssypatywnych impulsów rezonansowych solitonowych opiera się na tych dwóch mechanizmach blokowania modów.
Czas publikacji: 09.10.2025