ऑल-फायबर MOPA स्ट्रक्चरसह हाय-पॉवर स्पंदित लेसर

उच्च-शक्तीचा स्पंदित लेसरसंपूर्ण फायबर MOPA संरचनेसह

फायबर लेसरच्या मुख्य स्ट्रक्चरल प्रकारांमध्ये सिंगल रेझोनेटर, बीम कॉम्बिनेशन आणि मास्टर ऑसीलेटिंग पॉवर अॅम्प्लिफायर (MOPA) स्ट्रक्चर्स समाविष्ट आहेत. त्यापैकी, उच्च-कार्यक्षमता प्राप्त करण्याच्या क्षमतेमुळे MOPA स्ट्रक्चर सध्याच्या संशोधन हॉटस्पॉटपैकी एक बनले आहे.स्पंदित लेसरसमायोज्य पल्स रुंदी आणि पुनरावृत्ती वारंवारता (ज्याला पल्स रुंदी आणि पुनरावृत्ती वारंवारता म्हणतात) सह आउटपुट.

MOPA लेसरचे कार्य तत्व खालीलप्रमाणे आहे: मुख्य ऑसिलेटर (MO) हा उच्च-कार्यक्षमता असलेला बियाणे स्रोत आहेअर्धवाहक लेसरजे डायरेक्ट पल्स मॉड्युलेशनद्वारे समायोज्य पॅरामीटर्ससह सीड सिग्नल लाईट जनरेट करते. फील्ड प्रोग्रामेबल गेट अ‍ॅरे (FPGA) मुख्य नियंत्रण पल्स करंट सिग्नल्सना समायोज्य पॅरामीटर्ससह आउटपुट करते, जे ड्राइव्ह सर्किटद्वारे सीड सोर्स ऑपरेट करण्यासाठी आणि सीड लाईटचे प्रारंभिक मॉड्युलेशन पूर्ण करण्यासाठी नियंत्रित केले जातात. FPGA मुख्य नियंत्रण मंडळाकडून नियंत्रण सूचना प्राप्त झाल्यानंतर, पंप सोर्स ड्राइव्ह सर्किट पंप सोर्स तयार करण्यासाठी पंप सोर्स सुरू करते. बीम स्प्लिटरद्वारे सीड लाईट आणि पंप लाईट जोडल्यानंतर, ते अनुक्रमे टू-स्टेज ऑप्टिकल एम्प्लिफिकेशन मॉड्यूलमध्ये Yb3+ -डोप्ड डबल-क्लॅड ऑप्टिकल फायबर (YDDCF) मध्ये इंजेक्ट केले जातात. या प्रक्रियेदरम्यान, Yb3+ आयन पॉप्युलेशन इन्व्हर्जन डिस्ट्रिब्युशन तयार करण्यासाठी पंप लाईटची ऊर्जा शोषून घेतात. त्यानंतर, ट्रॅव्हलिंग वेव्ह एम्प्लिफिकेशन आणि उत्तेजित उत्सर्जनाच्या तत्त्वांवर आधारित, सीड सिग्नल लाईट टू-स्टेज ऑप्टिकल एम्प्लिफिकेशन मॉड्यूलमध्ये उच्च पॉवर गेन प्राप्त करतो, शेवटी उच्च-पॉवर आउटपुट करतो.नॅनोसेकंद स्पंदित लेसर. पीक पॉवरमध्ये वाढ झाल्यामुळे, गेन क्लॅम्पिंग इफेक्टमुळे अॅम्प्लीफाइड पल्स सिग्नलला पल्स रुंदीचे कॉम्प्रेशन अनुभवता येते. व्यावहारिक अनुप्रयोगांमध्ये, आउटपुट पॉवर आणखी वाढवण्यासाठी आणि कार्यक्षमता मिळविण्यासाठी मल्टी-स्टेज अॅम्प्लीफिकेशन स्ट्रक्चर्सचा वापर केला जातो.

MOPA लेसर सर्किट सिस्टीममध्ये FPGA मुख्य नियंत्रण बोर्ड, पंप स्रोत, बियाणे स्रोत, ड्रायव्हर सर्किट बोर्ड, अॅम्प्लीफायर इत्यादींचा समावेश असतो. FPGA मुख्य नियंत्रण बोर्ड, समायोजित वेव्हफॉर्म, पल्स रुंदी (5 ते 200ns) आणि पुनरावृत्ती दर (30 ते 900kHz) सह पल्स इलेक्ट्रिकल सिग्नल जनरेट करून समायोज्य पॅरामीटर्ससह MW-स्तरीय कच्च्या बियाणे प्रकाश पल्स आउटपुट करण्यासाठी बियाणे स्रोत चालवतो. हे सिग्नल प्रीअम्प्लीफायर आणि मुख्य अॅम्प्लीफायरने बनलेल्या दोन-स्टेज ऑप्टिकल अॅम्प्लीफिकेशन मॉड्यूलमध्ये आयसोलेटरद्वारे इनपुट केले जाते आणि शेवटी कोलिमेशन फंक्शनसह ऑप्टिकल आयसोलेटरद्वारे उच्च-ऊर्जा शॉर्ट-पल्स लेसर आउटपुट करते. रिअल टाइममध्ये आउटपुट पॉवरचे निरीक्षण करण्यासाठी आणि ते FPGA मुख्य नियंत्रण बोर्डला परत फीड करण्यासाठी बियाणे स्रोत अंतर्गत फोटोडिटेक्टरने सुसज्ज आहे. मुख्य नियंत्रण बोर्ड पंप स्त्रोत 1, 2 आणि 3 च्या उघडण्याच्या आणि बंद करण्याच्या ऑपरेशन्स साध्य करण्यासाठी पंप ड्राइव्ह सर्किट 1 आणि 2 नियंत्रित करते. जेव्हाफोटोडिटेक्टरसिग्नल लाईट आउटपुट शोधण्यात अयशस्वी झाल्यास, सीड लाईट इनपुटच्या कमतरतेमुळे YDDCF आणि ऑप्टिकल उपकरणांना होणारे नुकसान टाळण्यासाठी मुख्य नियंत्रण बोर्ड पंप स्रोत बंद करेल.

MOPA लेसर ऑप्टिकल पाथ सिस्टम ऑल-फायबर स्ट्रक्चर स्वीकारते आणि त्यात एक मुख्य ऑसिलेशन मॉड्यूल आणि एक टू-स्टेज अॅम्प्लिफिकेशन मॉड्यूल असते. मुख्य ऑसिलेशन मॉड्यूल 1064nm च्या मध्यवर्ती तरंगलांबी, 3nm ची लाइनविड्थ आणि 400mW ची कमाल सतत आउटपुट पॉवर असलेला सेमीकंडक्टर लेसर डायोड (LD) घेते आणि ते 99%@1063.94nm च्या परावर्तकतेसह आणि 3.5nm च्या लाइनविड्थसह फायबर ब्रॅग ग्रेटिंग (FBG) सोबत एकत्रित करून तरंगलांबी निवड प्रणाली तयार करते. 2-स्टेज अॅम्प्लिफिकेशन मॉड्यूल रिव्हर्स पंप डिझाइन स्वीकारतो आणि 8 आणि 30μm च्या कोर व्यासासह YDDCF अनुक्रमे गेन मीडिया म्हणून कॉन्फिगर केले जातात. संबंधित कोटिंग पंप शोषण गुणांक अनुक्रमे 1.0 आणि 2.1dB/m@915nm आहेत.