Faglig viden

Master oscillator fiberforstærker

2022-07-20
Hovedoscillatorfiberforstærkeren (MOFA, MOPFA eller fiber MOPA) er forskellig fra hovedoscillatoreffektforstærkeren (MOPA), hvilket betyder, at effektforstærkeren i systemet er en fiberforstærker. Sidstnævnte er normalt højeffekt pumpede beklædningsforstærkere, almindeligvis produceret ved hjælp af ytterbium-doterede fibre.
Fordelene ved denne fiberbaserede effektforstærker er:
Høj udgangseffekt, høj effekteffektivitet;
Køler er enklere;
Høj strålekvalitet, ofte tæt på diffraktionsgrænsen;

Forstærkningen kan være så høj som titusinder af dB. Og mange bulk-forstærkere, især med høj gennemsnitlig udgangseffekt, har meget lav forstærkning.


Figur 1: MOPA-skema af en enkelt-trins pumpekerne. For højere effekt skal der tilføjes en anden dobbeltbeklædt fiberforstærker. Frølaserdioder kan arbejde i det pulserede domæne


Brugen af ​​optiske fibre har dog også nogle ulemper:
På grund af eksistensen af ​​forskellige fiber ikke-lineære effekter, er det vanskeligt at opnå høj spidseffekt og pulsenergi i pulserede systemer. For eksempel, for fiberoptiske enheder, er energier på nogle få millijoule allerede høje i nanosekund pulserede systemer, og bulklasere kan levere endnu højere energier. I enkeltfrekvenssystemer kan stimuleret Brillouin-spredning i høj grad begrænse udgangseffekten.
På grund af deres høje forstærkning er fiberforstærkere særligt følsomme over for bagrefleksioner. Når strømmen er meget høj, er det svært at løse dette problem med Faraday-isolatorer.
Polarisationstilstanden er sædvanligvis ustabil, medmindre der anvendes polarisationsvedligeholdende fibre.
Det er fordelagtigt at anvende gain-switched laserdioder som frølasere i fiber-MOPA'er. Denne enhed kan sammenlignes med Q-switched lasere, for eksempel i applikationer på lasermarkedet. En del af denne fordel ligger i udgangsformens fleksibilitet: ikke kun pulsgentagelseshastigheden, men også pulslængden og -formen, og selvfølgelig pulsenergien, kan justeres.
Et problem, der skal tages i betragtning i MOFA'er, er mætningseffekten, som er lav, selv i en dobbeltbeklædt fiber med stort tilstandsområde i forhold til den sædvanlige udgangseffekt. Derfor kan strømudvinding være lige så effektiv som fiberlasere, selv ved relativt lave frøeffekter.

X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept