تصميم المسار البصري لليزر النبضي المستطيل

تصميم المسار البصري للمستطيلالليزر النبضي

نظرة عامة على تصميم المسار البصري

ليزر ألياف أحادي الرنين ثنائي الطول الموجي مشبع بالثوليوم مع قفل الوضع السلبي يعتمد على بنية مرآة حلقية من الألياف غير الخطية.

2. وصف المسار البصري

الرنين السوليتوني المبدد ثنائي الطول الموجي المضاف إليه الثوليومليزر الأليافيعتمد تصميم هيكل التجويف على شكل "8" (الشكل 1).

الجزء الأيسر هو الحلقة الرئيسية أحادية الاتجاه، بينما الجزء الأيمن هو هيكل مرآة حلقية للألياف الضوئية غير الخطية. تتضمن الحلقة أحادية الاتجاه اليسرى مقسم حزمة، وألياف بصرية مشبعة بالثوليوم بطول 2.7 متر (SM-TDF-10P130-HE)، ومقرن ألياف بصرية بنطاق 2 ميكرومتر مع معامل اقتران 90:10. عازل واحد يعتمد على الاستقطاب (PDI)، ووحدتا تحكم في الاستقطاب (وحدات تحكم الاستقطاب: PC)، وألياف صيانة الاستقطاب (PMF) بطول 0.41 متر. يتم تحقيق هيكل مرآة حلقة الألياف الضوئية غير الخطية على اليمين عن طريق اقتران الضوء من الحلقة أحادية الاتجاه اليسرى بمرآة حلقة الألياف الضوئية غير الخطية على اليمين من خلال مقرن بصري بهيكل 2 × 2 مع معامل 90:10. يتضمن هيكل مرآة حلقة الألياف الضوئية غير الخطية على اليمين ليفًا بصريًا بطول 75 مترًا (SMF-28e) ووحدة تحكم في الاستقطاب. يُستخدم ليف بصري أحادي الوضع بطول 75 مترًا لتعزيز التأثير غير الخطي. هنا، يُستخدم مُقرن ألياف بصرية بنسبة 90:10 لزيادة فرق الطور غير الخطي بين الانتشار باتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة. يبلغ الطول الإجمالي لهذا الهيكل ثنائي الطول الموجي 89.5 مترًا. في هذا الإعداد التجريبي، يمر ضوء المضخة أولًا عبر مُجمِّع شعاع للوصول إلى وسط الكسب، وهو ليف بصري مُشبَّع بالثوليوم. بعد الألياف البصرية المُشبَّعة بالثوليوم، يُوصَل مُقرن بنسبة 90:10 لتوزيع 90% من الطاقة داخل التجويف وإخراج 10% منها منه. في الوقت نفسه، يتكون مُرشِّح ليوت ثنائي الانكسار من ليف بصري مُحافظ على الاستقطاب يقع بين مُتحكِّمَي استقطاب ومُستقطب، والذي يلعب دورًا في ترشيح الأطوال الموجية الطيفية.

3. المعرفة الأساسية

في الوقت الحالي، هناك طريقتان أساسيتان لزيادة طاقة نبضات الليزر النبضي. تتمثل إحدى الطرق في تقليل التأثيرات غير الخطية مباشرةً، بما في ذلك خفض طاقة ذروة النبضات من خلال طرق مختلفة، مثل استخدام إدارة التشتت للنبضات الممتدة، ومذبذبات التغريد العملاقة، والليزر النبضي المقسم للشعاع، وغيرها. أما الطريقة الأخرى فتتمثل في البحث عن آليات جديدة يمكنها تحمل تراكم طور غير خطي أكثر، مثل التشابه الذاتي والنبضات المستطيلة. يمكن للطريقة المذكورة أعلاه تضخيم طاقة نبضات الليزر بنجاح.ليزر نبضيإلى عشرات النانوجول. الرنين السوليتوني المبدد (الرنين السوليتوني المبدد: DSR) هو آلية لتكوين نبضات مستطيلة اقترحها لأول مرة ن. أخميدييف وآخرون في عام 2008. تتمثل خاصية نبضات الرنين السوليتوني المبدد في أنه مع الحفاظ على ثبات السعة، فإن عرض النبضة وطاقة النبضة المستطيلة غير المنقسمة للموجة يزدادان رتيبًا مع زيادة طاقة المضخة. وهذا، إلى حد ما، يكسر قيود نظرية السوليتون التقليدية على طاقة النبضة المفردة. يمكن تحقيق الرنين السوليتوني المبدد من خلال بناء امتصاص مشبع وامتصاص مشبع عكسي، مثل تأثير دوران الاستقطاب غير الخطي (NPR) وتأثير مرآة حلقة الألياف غير الخطية (NOLM). تستند معظم التقارير حول توليد نبضات الرنين السوليتوني المبدد إلى آليتي قفل الوضع هاتين.