Professionell kunskap

Master oscillator fiberförstärkare

2022-07-20
Huvudoscillatorfiberförstärkaren (MOFA, MOPFA eller fiber MOPA) skiljer sig från huvudoscillatoreffektförstärkaren (MOPA), vilket innebär att effektförstärkaren i systemet är en fiberförstärkare. De senare är vanligtvis högeffektspumpade kapslingsförstärkare, vanligtvis tillverkade med ytterbiumdopade fibrer.
Fördelarna med denna fiberbaserade effektförstärkare är:
Hög uteffekt, hög effekteffektivitet;
Kylare är enklare;
Hög strålkvalitet, ofta nära diffraktionsgränsen;

Förstärkningen kan vara så hög som tiotals dB. Och många bulkförstärkare, särskilt med hög genomsnittlig uteffekt, har mycket låg förstärkning.


Figur 1: MOPA-schema över en enstegs pumpkärna. För högre effekt behöver en andra dubbelklädd fiberförstärkare läggas till. Seed laserdioder kan arbeta i den pulsade domänen


Men användningen av optiska fibrer har också några nackdelar:
På grund av förekomsten av olika icke-linjära fibereffekter är det svårt att erhålla hög toppeffekt och pulsenergi i pulsade system. Till exempel, för fiberoptiska enheter, är energier på några millijoule redan höga i nanosekundspulsade system, och bulklasrar kan leverera ännu högre energier. I enkelfrekvenssystem kan stimulerad Brillouin-spridning kraftigt begränsa uteffekten.
På grund av sin höga förstärkning är fiberförstärkare särskilt känsliga för bakre reflektioner. När strömmen är mycket hög är det svårt att lösa detta problem med Faradays isolatorer.
Polarisationstillståndet är vanligtvis instabilt om inte polarisationsupprätthållande fibrer används.
Det är fördelaktigt att använda förstärkningsswitchade laserdioder som frölasrar i fiber-MOPA. Denna enhet kan jämföras med Q-switched lasrar, till exempel i applikationer på lasermarknaden. En del av denna fördel ligger i flexibiliteten hos utgångsformen: inte bara pulsrepetitionsfrekvensen utan även pulslängden och formen, och naturligtvis pulsenergin, kan justeras.
En fråga som bör övervägas i MOFA är mättnadseffekten, som är låg även i en dubbelklädd fiber med stort modområde i förhållande till den vanliga uteffekten. Därför kan kraftutvinning vara lika effektiv som fiberlasrar, även vid relativt låga fröeffekter.

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