Optisk vägdesign av rektangulärpulserade lasrar
Översikt över optisk bandesign
En passiv modlåst solitonresonant tuliumdopad fiberlaser med dubbel våglängd baserad på en ickelinjär fiberringspegelstruktur.
2. Beskrivning av den optiska vägen
Den dubbelvåglängdsdissipativa solitonresonansen tuliumdopadfiberlaserantar en "8"-formad kavitetsstrukturdesign (figur 1).
Den vänstra delen är den huvudsakliga enkelriktade slingan, medan den högra delen är en icke-linjär optisk fiberslingspegelstruktur. Den vänstra enkelriktade slingan inkluderar en buntdelare, en 2,7 m tuliumdopad optisk fiber (SM-TDF-10P130-HE) och en 2 μm bandoptisk fiberkopplare med en kopplingskoefficient på 90:10. En polarisationsberoende isolator (PDI), två polarisationskontroller (polarisationskontroller: PC), en 0,41 m polarisationsbibehållande fiber (PMF). Den icke-linjära fiberoptiska ringspegelstrukturen till höger uppnås genom att koppla ljuset från den vänstra enkelriktade slingan till den icke-linjära fiberoptiska ringspegeln till höger genom en 2×2-strukturoptisk kopplare med en koefficient på 90:10. Den icke-linjära optiska fiberringspegelstrukturen till höger inkluderar en 75 meter lång optisk fiber (SMF-28e) och en polarisationskontroller. En 75 meter lång single-mode optisk fiber används för att förstärka den icke-linjära effekten. Här används en 90:10 optisk fiberkopplare för att öka den ickelinjära fasskillnaden mellan medurs och moturs utbredning. Den totala längden på denna dubbelvåglängdsstruktur är 89,5 meter. I denna experimentella uppställning passerar pumpljuset först genom en strålkombinerare för att nå förstärkningsmediet, den tuliumdopade optiska fibern. Efter den tuliumdopade optiska fibern ansluts en 90:10-kopplare för att cirkulera 90 % av energin inuti kaviteten och skicka 10 % av energin ut ur kaviteten. Samtidigt består ett dubbelbrytande Lyot-filter av en polarisationsbibehållande optisk fiber placerad mellan två polarisationsregulatorer och en polarisator, vilken spelar en roll i filtreringen av spektralvåglängder.
3. Bakgrundskunskap
För närvarande finns det två grundläggande metoder för att öka pulsenergin hos pulsade lasrar. En metod är att direkt minska ickelinjära effekter, inklusive att sänka pulsernas toppeffekt genom olika metoder, såsom att använda dispersionshantering för sträckta pulser, jättelika chirpade oscillatorer och stråldelningspulsade lasrar, etc. En annan metod är att söka nya mekanismer som kan tolerera mer ickelinjär fasackumulering, såsom självlikhets- och rektangulära pulser. Ovan nämnda metod kan framgångsrikt förstärka pulsenergin hospulserad lasertill tiotals nanojoule. Dissipativ solitonresonans (Dissipativ solitonresonans: DSR) är en rektangulär impulsbildningsmekanism som först föreslogs av N. Akhmediev et al. år 2008. Det karakteristiska för dissipativa solitonresonanspulser är att, samtidigt som amplituden hålls konstant, ökar pulsbredden och energin hos den icke-vågdelande rektangulära pulsen monotont med ökningen av pumpeffekten. Detta bryter till viss del igenom begränsningen i den traditionella solitonteorin om enpulsenergi. Dissipativ solitonresonans kan uppnås genom att konstruera mättad absorption och omvänd mättad absorption, såsom den ickelinjära polarisationsrotationseffekten (NPR) och den ickelinjära fiberringspegeleffekten (NOLM). De flesta rapporter om generering av dissipativa solitonresonanspulser är baserade på dessa två modlåsningsmekanismer.
Publiceringstid: 9 oktober 2025