Industri nyheder

Kort bølgelængde fiberlaser med smal linjebredde

2021-12-27
For spektral synteseteknologi er forøgelse af antallet af syntetiserede laserunderstråler en af ​​de vigtige måder at øge syntesekraften på. Udvidelse af det spektrale område af fiberlasere vil hjælpe med at øge antallet af spektralsyntese-laserunderstråler og øge den spektrale synteseeffekt [44-45]. På nuværende tidspunkt er det almindeligt anvendte spektrumsynteseområde 1050~1072 nm. Yderligere udvidelse af bølgelængdeområdet for fiberlasere med smal linjebredde til 1030 nm er af stor betydning for spektrumsynteseteknologien. Derfor har mange forskningsinstitutioner fokuseret på kort bølgelængde (bølgelængde mindre end 1040 nm) smal linje Bred fiber lasere blev undersøgt. Dette papir studerer hovedsageligt 1030 nm fiberlaseren og udvider bølgelængdeområdet for den spektralt syntetiserede laser understråle til 1030 nm.
Udgangsegenskaberne for fiberlasere med forskellige bølgelængder påvirkes hovedsageligt af absorptionsspektret og emissionsspektret for forstærkningsfiberen. For kortbølgelængde fiberlasere, sammenlignet med det traditionelle bølgelængdebånd (1060~1080 nm) af fiberlasere, er absorptionstværsnittet af forstærkningsfiberen større. Kortbølgelængdelaseren genabsorberes let i forstærkningsfiberen for at producere et laseroutput med længere bølgelængde, det vil sige, at der genereres ASE, som begrænser dens udgangseffekt.

I 2011 brugte O. Schmidt fra University of Jena en ASE-kilde med smal linjebredde som frølys til forstærkning. Frøkildestrukturen er vist i figur 21. To gitre bruges til at styre frøliniebredden kl. 12, frøudgangseffekten er 400 mW, og centerbølgelængden er 1030 nm. Frøkilden amplificeres i to trin. Det første trin bruger en 40/200 fotonisk krystalfiber, og det andet trin bruger en 42/500 fotonisk krystalfiber. Den endelige udgangseffekt er 697 W, og strålekvaliteten er M2=1,34 [46].


I 2016 brugte Nader A. Naderi fra U.S. Air Force Laboratory en enkeltfrekvenslaser med et PRBS-signal moduleret 1030 nm som frøkilde. Seed-kildens spektrale linjebredde var 3,5 GHz, og derefter blev den forstærket af et forstærkertrin. Den eksperimentelle enhed er vist i figur 22. . Systemet øger laserudgangseffekten af ​​1030 nm-båndet til 1034 W, den spektrale linjebredde er 11 pm, outputeffektiviteten af ​​forstærkertrinnet er 80%, ASE-undertrykkelsesforholdet er op til 40 dB, og strålekvaliteten er M2 = 1,1 til 1,2. I eksperimentet blev SBS- og ASE-effekterne undertrykt ved at kontrollere længden af ​​forstærkningsfiberen [47-48].

I 2014, Ye Huang et al. fra Nufern Company i USA opnåede kw laseroutput i bølgelængdeområdet 1028~1100 nm [49]. I eksperimentet blev 1028 nm og 1100 nm laserne hovedsageligt undersøgt, og resultaterne blev sammenlignet med 1064 nm laserne. Det blev fundet, at sammenlignet med de traditionelle båndfiberlasere var ASE-effekten af ​​både kortbølgelængde og langbølgelængdefiberlasere væsentligt forbedret. Endelig, efter undertrykkelse af ASE-effekten, blev der opnået et 1215 W single-mode laseroutput i 1028 nm båndet, og den optiske effektivitet var 75%.

I 2016 kunne det amerikanske firma Roman Yagodkin et al. udført fasemodulation på en enkeltfrekvenslaser som frøkilde. Efter forstærkning blev der opnået en lasereffekt på >1,5 kW. Lasercentrets bølgelængdeområde er 1030~1070 nm, og den spektrale linjebredde er <15 GHz[50]. Udgangsspektret ved bølgelængden er vist i figur 23. Det kan ses fra spektret, at ASE-undertrykkelsesforholdet for kortbølgelængdelaserspektret er ca. 15 dB lavere end laserens nær ved 1064 nm. I 2017 udførte det amerikanske IPG Company fasemodulation på 1030 nm enkeltfrekvenslaseren for at udvide spektret til 20 GHz. Efter et tre-trins forforstærkningstrin nåede udgangseffekten 15-20 W, og endelig efter hovedforstærkertrinnet var udgangseffekten 2,2 kW. Den korte bølgelængde laseroutput er i øjeblikket den højeste udgangseffekt af 1030 nm båndfiberlaseren [50].
Sammenfattende, på grund af indflydelsen af ​​ASE-effekten, er den maksimale udgangseffekt af kortbølgelængde smal-linewidth fiberlaser kun 2,2 kW, hvilket har meget plads til udvikling sammenlignet med smal-linewidth fiber laser nær den typiske bølgelængde på 1064 nm.

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