industri nyheter

Kort våglängd fiberlaser med smal linjebredd

2021-12-27
För spektralsyntesteknologi är ökning av antalet syntetiserade lasersubstrålar ett av de viktiga sätten att öka synteseffekten. Att utöka spektralområdet för fiberlasrar kommer att bidra till att öka antalet spektrala synteslaserstrålar och öka den spektrala synteseffekten [44-45]. För närvarande är det vanliga spektrumsyntesområdet 1050~1072 nm. Att ytterligare utöka våglängdsområdet för fiberlasrar med smal linjebredd till 1030 nm är av stor betydelse för spektrumsyntesteknologin. Därför har många forskningsinstitutioner fokuserat på kort våglängd (våglängd mindre än 1040 nm) smal linje breda fiberlasrar studerades. Denna artikel studerar huvudsakligen 1030 nm fiberlasern och utökar våglängdsområdet för den spektralt syntetiserade lasersubstrålen till 1030 nm.
Utgångsegenskaperna hos fiberlasrar med olika våglängder påverkas huvudsakligen av förstärkningsfiberns absorptionsspektrum och emissionsspektrum. För kortvågiga fiberlasrar, jämfört med det traditionella våglängdsbandet (1060~1080 nm) för fiberlasrar, är absorptionstvärsnittet av förstärkningsfibern större. Den kortvågiga lasern återabsorberas lätt i förstärkningsfibern för att producera en laserutsignal med längre våglängd, det vill säga ASE genereras, vilket begränsar dess uteffekt.

2011 använde O. Schmidt från University of Jena en ASE-källa med smal linjebredd som fröljus för förstärkning. Frökällstrukturen visas i figur 21. Två gitter används för att styra frölinjebredden vid 12 pm, fröets uteffekt är 400 mW och centrumvåglängden är 1030 nm. Frökällan amplifieras i två steg. Det första steget använder en 40/200 fotonisk kristallfiber och det andra steget använder en 42/500 fotonisk kristallfiber. Den slutliga uteffekten är 697 W och strålkvaliteten är M2=1,34 [46].


2016 använde Nader A. Naderi från U.S. Air Force Laboratory en enkelfrekvenslaser med en PRBS-signal modulerad 1030 nm som frökälla. Frökällans spektrala linjebredd var 3,5 GHz, och sedan förstärktes den av ett förstärkarsteg. Den experimentella enheten visas i figur 22. . Systemet ökar laserns uteffekt för 1030 nm-bandet till 1034 W, den spektrala linjebredden är 11 pm, uteffekten för förstärkarsteget är 80 %, ASE-undertryckningsförhållandet är upp till 40 dB och strålkvaliteten är M2 = 1,1 till 1,2. I experimentet undertrycktes SBS- och ASE-effekterna genom att kontrollera längden på förstärkningsfibern [47-48].

År 2014, Ye Huang et al. från Nufern Company i USA uppnådde kW-lasereffekt i våglängdsområdet 1028~1100 nm [49]. I experimentet studerades främst 1028 nm och 1100 nm lasrarna, och resultaten jämfördes med 1064 nm lasrarna. Det visade sig att jämfört med de traditionella bandfiberlasrarna, förbättrades ASE-effekten av både kortvågs- ​​och långvågsfiberlasrar avsevärt. Slutligen, efter att ha undertryckt ASE-effekten, uppnåddes en 1215 W enkellägeslaserutgång i 1028 nm-bandet, och den optiska effektiviteten var 75%.

2016, amerikanska företaget Roman Yagodkin et al. utförde fasmodulering på en enkelfrekvenslaser som en frökälla. Efter förstärkning erhölls en lasereffekt på >1,5 kW. Laserns centrumvåglängdsområde är 1030~1070 nm, och den spektrala linjebredden är <15 GHz[50]. Utgångsspektrumet vid våglängden visas i figur 23. Det kan ses från spektrumet att ASE-undertryckningsförhållandet för det kortvågiga laserspektrumet är cirka 15 dB lägre än det för lasern nära 1064 nm. Under 2017 utförde US IPG Company fasmodulering på 1030 nm enkelfrekvenslasern för att utöka spektrumet till 20 GHz. Efter ett trestegs förförstärkningssteg nådde uteffekten 15-20 W, och slutligen efter huvudförstärkarsteget var uteffekten 2,2 kW. Den kortvågiga laserutgången är för närvarande den högsta uteffekten från 1030 nm-bandfiberlasern [50].
Sammanfattningsvis, på grund av påverkan av ASE-effekten, är den maximala uteffekten för den kortvågiga fiberlasern med smal linjebredd endast 2,2 kW, vilket har mycket utrymme för utveckling jämfört med fiberlasern med smal linjebredd nära den typiska våglängd på 1064 nm.

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