قائمة
Professsional Laser Cladding Service China Manufacturer
المواد الفنية
فئات

حقل المعزل أحادي الاتجاه Tyulium Doped الليزر الألياف

Mar 25 , 2021

الملخص:

نحن الإبلاغ عن أول عرض لإظهار أحادي الاتجاه، حقل ​​المعزل 2-μm ثوليوم - doped ألياف (TDF) الليزر، الاعتماد على خصائص تجويف Theta (حلقة مرنان مع s-shaped ردود الفعل). جوهر ضخ تيتا تجويف TDF الليزر يوفر فرعية واط قوة الإخراج مع كفاءة منحدر من 25٪، ومجموعة ضبط مسطحة 2 ديسيبل من 1900-2050 نانومتر، و linewidth من 0.2 نانومتر، وتحقق نسبة الانتظار 18-25 DB (اعتمادا على على ردود الفعل القيمة) بين المفضل والمزيل الليزر الاتجاهات. يظهر أن هذه الخصائص تنافسية مع، إن لم تكن متفوقة، الدائري التقليدية تجاويف. نتائج المحاكاة الخطية و Kerr-nonlinear كما تم تقديم تجاويف Theta، وشرح بعض الميزات غير المتوقعة لسلوك الليزر وإنشاء أهمية الألياف المخبطة غير الخطية على التشكيل الطيفي للانبعاثات إشارة.



مقدمة:

منطقة الطول الموجي بالقرب من 2 ميكرون اكتسبت الاهتمام المتزايد باطراد في السنوات الأخيرة. تطوير مصادر الليزر في هذه الفرقة الطيفية، بناء على إشعاع انتقالات في الثوليوم والكهاتميوم الثلاثين، TM3 + و HO3 +، على التوالي، يحفزها العديد من التطبيقات المحتملة في التنظيط الطيفي، الاستشعار عن بعد، الطب، الاتصالات السلكية واللاسلكية، والمواد المعالجة. for . مثال، خطوط امتصاص متعددة من مكونات الغلاف الجوي، مثل H2O، CO2، أو NO2 استغلالها في Lidar الامتصاص التفاضلي (الاتصال الهاتفي) أنظمة 1،2،3،4. أول اهتزاز تبذل من O-H السندات في الماء لديه طول موجي الامتصاص 1.92-1.94 ميكرون، والتي يمكن استخدامها لليزر جراحة 5. تتضمن نافذة نقل الغلاف الجوي أيضا 2-μm المنطقة، فتح الطريق إلى الطاقة توصيل 6 أو مساحة حرة الاتصالات 7. في الآونة الأخيرة، إمكانات جوفاء الأساسية pubonic bandgap . ألياف 8 جنبا إلى جنب مع thulium-doped ألياف (TDF) Amplifiers9 للألياف البصرية الاتصالات السلكية واللاسلكية في 1910-2020 بنطاق نانومتر كان تم الإبلاغ عنه. علاوة على ذلك، The 2-μm كما يستخدم النطاق الطيفي على نطاق واسع لضخ Holmium-Doped ألياف 10 أو لدفع العمليات غير الخطية في منتصف الأشعة تحت الحمراء Region11،12. for . معظم هذه التطبيقات، على نطاق واسع الضبط ضيقة نصفها مصدر الليزر في 2 ميكرون هو مطلوب.


بسبب بهم العديد من المزايا، مثل الحجم المضغوط والموثوقية وقوة الناتج العالية، استخدمت أشعة الليزر في أحدث التطورات. جميع الألياف ضخ الأساسي تجويف الدائري TDF الليزر (TDFL) استغلال صياغة صريف Filter13،14 أو Fabry-Pérot etalon15 كعنصر انتقائي الطول الموجي والكسوة عالية الطاقة ضخ Holmium Doped ألياف الليزر 10 تم الإبلاغ عنها. ضبط المصادر بناء على التحويل المعياري والتضخيم اللاحق في TDFS تقديم المزيد من 100 MW من طاقة الموجة المستمرة أثناء التعديل القادران كانت مؤخرا أظهرت 16.


for . تجويف الألياف الدائري، بصري المعزل يجب . يتم إدراجها في تجويف لضمان أحادي الاتجاه الليزر. الألياف المعزل يشمل تقليديا فاراداي الدوار و 45 ° عبر الاستقطاب مع مجاورة مساحة حرة البصريات 17، وبالتالي قمع ضوء نشر للخلف داخل عرض النطاق الترددي المعطى، عموما لا يتجاوز عدة عشرات من نانومتر. لذلك، خالية من المعزل، تجويف الألياف الدائري أحادية الاتجاه (في بعض الأحيان يشار إليها "theta" 18 أو "يين يانغ" 19 مرناني) يمثل بديلا جذابا وفعالة من حيث التكلفة حل. في تجاويف Theta، غير متبادلة يتم تقديم الخسائر من خلال توفير ردود فعل على شكل S داخل الدائري الرئيسي . JA . et استخدم AL.19،20،21 مرنان الألياف Theta لتنفيذ الأجهزة السلبية، مثل Bandpass / Bandstop فلاتر وقسم الطول الموجي المضاعفات / demultiplexers. an erbium-doped الليزر الألياف مع تجويف Theta توفير نسبة انقراض ما يقرب من 20 ديسيبل (إيه) بين إشارات الإخراج، انتشار في الاتجاهات المفضل والمقوى، كانت أظهرت 22. هذا تم استخدام نوع التجويف أيضا لتحقيق الليزر أشباه الموصلات الدائري للغاية (إيه من أكثر من 20 ديسيبل) 23، "Quantum-dot-in-in-in-bell" الليزر (إيه من 30 ديسيبل) 24، والليزر Cascade الكم (ER من حوالي 10 DB) 25.


في هذه الورقة، نبلغ عن أول مرة أحادية الاتجاه 2-μm TDF . الليزر، استغلال خصائص Theta تجويف. نحن قدم أيضا المقارنة الأولى بين تصميم تجويف الدائري التقليدي وتشجيع Theta مع تعليقات مختلفة القيم. النتائج التجريبية التحقق من صحة إمكانات TDF Theta تجويف الليزر: هم تأكيد أن المعزل الخالي من المعزل، أحادي الاتجاه TDF الليزر توفير ضيقة الانبعاثات، منها الخصائص (نسبة الطاقة، ونصف، ونسبة الإشارة البصرية إلى الضوضاء (OSNR)) تنافسية، إن لم تكن متفوقة، مع هؤلاء الدائري التقليدية تجاويف. أخيرا، نلاحظ بعض السلوك غير المتوقع الذي يشير إلى أنه غير الخطي من TDF يلعب دورا مهما في تشكيل الليزر Theta تجويف الإخراج.



المواد و الأساليب:

الفكرة الأساسية وراء Theta Remonators هي Lessing اتجاه التصحيح من خلال إدخال غير متبادلة تجويف خسائر. يصف النموذج التالي هذا السلوك. دعونا نفكر مرنان خاتم يتكون من وحدة تضخيم مقطوعة توفر مكاسب تعتمد على السلطة G (P)، حيث P هو قوة إشارة الإدخال، واثنين من مقرصات الطاقة الاتجاهية، المخرجات يتم توصيلها معا لتوفير ردود الفعل على شكل S (انظر الشكل 1). اقتران متقاطع نسب المقرنات DC1 و DC2 يشاركون "β و α، على التوالي. الخسائر في التجويف، باستثناء هؤلاء الناجم عن مقرائح التغذية المرتدة، تمثلها كتلة الخسارة المقطوعة، L. نحن تحديد P1، N و P2، ن عكس اتجاه عقارب الساعة (CCW) وركل الساعة (CW) إشارات الطول الموجي متطابق دخول وحدة تضخيم في رحلة ذهاب وعي، على التوالي. أخيرا، نعتبر أن الانبعاثات التلقائية التلقائية (ASE) لا يذكر مقارنة مع الإشارة عند يصل النظام حالة مستقرة الحالة.

على عكس CCW انتشار إشارة P1، N، التي تنتج ببساطة في تجويف (الشكل 1A)، A CW إشارة P2، N تمت إعادة توجيه جزئيا نحو CCW اتجاه بواسطة S- ردود الفعل، بعد اثنين من المسارات المحتملة (الشكل 1B-1C). باستخدام القيم المعروفة للمقرنات التغذية المرتدة، يمكننا التعبير عنها، في NTH + 1 رحلة ذهاب وعودة، و CCW إشارة P1، N + 1 و CW إشارة P2، N + 1 كما هو الحال بواسطة المعادلات (1) و (2)، على التوالي:




في المعادلات (1) و (2)، G1 و G2 الوقوف لمعاملات المكاسب الخطية المقدمة إلى CCW و CW إشارات، على التوالي. CCW إشارة لديها ثلاثة مساهمات، ممثلة بالشروط الثلاث المعادلة (1). المصطلح الأول هو مساهمة المسار الرئيسي، بما في ذلك الربح والخسارة من تجويف و المقرنات. المصطلحات الثانية والثالثة هي المساهمات من إعادة توجيه CW . الضوء من خلال مسارات ردود الفعل الأولى والثانية، على التوالي. CW إشارة لديها مصطلح واحد فقط، والذي يمثل المساهمة من المسار الرئيسي . في الحالة الثابتة النظام، يمكننا أن نكتب هذا p1، n = P1، N + 1 = P1 و P2، N = P2، N + 1 = P2، مما يؤدي إلى المعادلة (3). نحن أيضا الحصول على المعادلات (4) بواسطة استبدال المعادلات (3) في المعادلة (1).




وسيلة تضخيم في حالة مستقرة الليزر . يتم تشبع النظام عادة، مما يعني أنه G1 = G2، مما يؤدي إلى P2 = 0. بمعنى آخر، و CW مكون محاصر بالكامل لأي نسب اقتران α و β. وبالتالي، نحن قادرون على إعادة كتابة المعادلة (3) كمعادلة (5):



أينما يمثل إجمالي الخسائر في THETA تجويف. الحالة المقدمة في المعادلة (5) يستخدم لتحديد الحالة الثابتة كسب وبالتالي المدخلات CCW إشارة دخول المكاسب المتوسطة في هذا النظام. نسب اقتران α و β تحديد كمية إشارة إعادة توجيه لكل رحلة ذهاب وعودة، وبالتالي تؤثر على الوقت العابر للتجويف قبل الوصول إليها حالة مستقرة. بالإضافة إلى ذلك، كما سيتم وصفه في القسم التالي، لاحظنا تجريبيا أنه، على عكس التنبؤ بهذه النظرية البسيطة، تؤثر قيمة نسب الاقتران على إيه بين الاتجاه المفضل والمغلاق . النموذج يستبعد أيضا Kerr nonllinearity . وتأثيرات الانتثار للخلف (Rayleigh و brillouin الانتثار)، مما يؤثر على أداء الليزر الحقيقي الليزر


تم التحقيق في تجويف الألياف Theta وتجويف ألياف الدائري التقليدية على أساس نفس العناصر تجريبيا للحصول على أول مقارنة مباشرة بين كل من التكوينات. نفس وحدة الربح (GU) تم استخدامها للجميع التصاميم. GU يتكون من 11.5 م من TDF (TMDF200، ofs fitel الدانمارك APS، Brøndby، الدانمارك) ثنائي الاتجاه الأساسية ضخ مع A 1600-NM مضخة تم الحصول عليها من تضخيم ضبط مصدر الليزر (TLS)، كما هو مبين في الشكل 2A. تميز GU مع تمريرة واحدة كسب القياسات (G) كدالة لإخراج إشارة الطاقة (Pout) ل A 2000-NM إشارة الإدخال التي تم الحصول عليها من تخصيص TDFL تم الحصول على البيانات لمدة خمس قوى مضخة، من 1 W إلى 3 W، ويتم رسمها في الشكل 2B. إلى . تقدير Intra-Cavity قوة الإشارة المنبعثة من GU في الحالة الثابتة، إجمالي الخسائر في تجويف LTOTAL يتم تقييمها عن طريق قياس فقدان التجويف المختلفة المكونات. نقطة العمل، التي قدمها G = LTOTAL، يتم تحديدها على وظيفة G (POUT)، ويتم حساب طاقة إخراج الليزر باسم Plaser = Pout - Lout، حيث Lout هو out-coupling خسائر (انظر الشكل 2B). يتم تلخيص خسائر التجاويف الأربعة التي تم النظر فيها في الجدول 1. تتم دراسة تجويف حلقة قياسية وتجويف Theta مع ثلاثة قيم التعليقات المختلفة (الشكل 3). بالإضافة إلى GU، يتضمن تجويف الدائري بصري المعزل (ISO)، ضبط يدويا، صريف بجدية تصفية (BPF؛ عرض كامل نصف الحد الأقصى (fwhm) من 2 نانومتر)، و 50٪ مقرنة الاتجاه الناتج (DC). تخطيط تجويف Theta تكرر الحلقة باستثناء اثنين من المقرنات الإضافية المستخدمة لاستبدال المعزل لإدخال غير متبادلة خصائص، كما هو مبين في الشكل 3B. يتم التحقيق في ثلاثة تكوينات عن طريق تغيير نسبة اقتران DC1: اقتران متقاطع من β = 0.1 للتكوين THETA1 (أي ردود فعل ضعيفة)، β = 0.5 لتكوين THETA2، و β = 0.9 للتكوين THETA3 (أي قوية ردود الفعل). اقتران متقاطع نسبة DC2 يقام ثابت في α = 0.1 للجميع التكوينات. بالإضافة إلى ذلك، لمنع أي تأملات طفيلية محتملة في التجويف، المنافذ غير المتصلة DC1 و DC2 يتم إنهاء (بصري Terminator). لأن . لم تكن هناك مجاورات تم إدراجها في التجاويف، مفترض انبعاث الليزر محمول، وكانت تحكم الاستقطاب لم تكن وشملت.


خسائر التجويف أعلى بالنسبة لتشجيع Theta بسبب إدراج اثنين من المقرنات الإضافية مقارنة مع مقررة واحدة المعزل. زيادة خسائر التجويف حيث تصبح ردود الفعل أقوى، بحيث Theta3 لديه 8.2 DB فقدان تجويف أعلى مقارنة بالحلقة القياسية تجويف. تؤثر هذه الخسائر العالية على الوقت العابر للتجويف قبل الوصول إليها حالة مستقرة. تم تجميع الليزر الأربعة وتتميز من حيث قوة الإنتاج، OSNR ونصف، سواء كدالة طول موجة الإخراج بالليزر ومضخة الطاقة.


النتائج و مناقشة:

أولا، تم قياس قوة الإخراج كدالة للطول الموجي (الشكل 4A). for . تجاويف Theta، النتائج لكل من الاتجاه المفضل (CCW في لدينا Case) الاتجاه المكبوت (CW) يتم تقديمها، ويتم رسمها بين الاثنين في الشكل 4C. على عكس التنبؤ من النظرية البسيطة المقدمة مسبقا، فإن الاتجاه المكبوت غير واضح تماما، وتتغير ER مع اقتران التعليقات القيمة كما تصبح ردود الفعل أقوى، و CW الاتجاه هو أكثر كفاءة مكبوت: يتم قياس إيه يزيد عن 22 ديسيبل ل THETA3، في حين THETA1 لديه متوسط ​​متوسط ​​18 DB. على الرغم من هذه الاختلافات، الاصجر تصحيح الاتجاه من خلال إدخال غير متبادلة يتم تحقيق خسائر التجويف بالفعل لقيم مختلفة من ردود الفعل. قيم إيه في اتفاق جيد مع هؤلاء تم الإبلاغ عن تجويف ثيتا Erbium-Doped الألياف LASER22. مستقرة الليزر في نطاق 1900-2050 يتم الحصول على NM مع المعزل الخالي تجاويف. for . مضخة 2 ث، الإخراج الليزر قوة تزيد عن 440 MW . يتم قياسه لجميع التكوينات، مع شقة 2 ديسيبل 2 DB، و المعزل خالية وبالتالي تظهر الهندسة أداء متطابقا تجويف الدائري في ذلك

The Osnr لأربعة الليزر الأربعة، المعروضة في الشكل 4B، هي أفضل 55 ديسيبل NM-1 بأكمله 1900-2050 نانومتر الليزر نطاق، تأكيد ضئيل ASE بمجرد أن يصل النظام حالة مستقرة. الحد الأقصى OSNR قريب من 62 DB / 63 DB بين 1950 NM و 2020 يتم الحصول على NM for Theta2 / Theta1. أصغر إجمالي OSNR من Theta3 يعزى إلى أعلى خسائر تجويف إجمالية (انظر طاولة 1) مقارنة بالتكوينات الأخرى، والتي يتعين على gu التعويض.


مقياس مثير للاهتمام هو linewidth من الليزر الضوء. لأن . شكل خط الليزر لا يمكن يتم تركيبها بشكل صحيح إما Gaussian OR Lorentzian وظائف fwhm يتم تحديدها بواسطة، حيث σλ . هو الانحراف المعياري لمحات الخط الطيفي في مجال الطول الموجي λ. الأشكال الطيفية الأشكال الليزر الأربعة، التي تم الحصول عليها تجريبية الطول الموجي 2000 نانومتر، يتم رسمها في الشكل 5A. لا يختلف الشكل فقط، ولكن القيم مختلفة بشكل كبير كما حسنا. الجدول في الشكل 5A يلخص الملاحظة FWHM القيم ويشير إلى الطول الموجي قياس jitter. تم تصوير الإجراء لقياس الطول الموجي في الشكل 5B: بياني ثنائي الأبعاد H (λ، P) يتم الحصول عليها لتقييم δσλ. المقطع العرضي في -3 DB Point، H (λ، -3 DB) يعرض عموما اثنين من القمم، والتي الانحرافات المعيارية δσL و σ هي محسوبة. ثم يتم تحديد jitter الشاملة كما . نحن لاحظ أن ثنائي خط الليزر Theta تجويف في -3 مستوى DB أعلى (30-90 PM) من . مرنان خاتم القياسي (6 PM). هذا قد يكون مؤشرا على تغيير مستمر للوضع الطولي تعيين داخل المرشح عرض النطاق الترددي. هذا وضوح التأثير بقوة في حالة Theta2 التكوين. التتبع المتوسط ​​الذي يمتلك بوضوح اثنين من القمم ويوضح التبديل بين مجموعتين من الأوضاع الراسية حول 2000 ± 0.1 نانومتر يمكن تفسير الديناميكية باستخدام النوعية التالية النموذج: لأن . إعادة الاتجاه من CW وضع أوضاع في تجاويف Theta عبر S- ردود الفعل مطلوب، يمكن أن يكون الوقت العابر قبل الوصول إلى الحالة الثابتة، كما هو موضح في المعادلة 3، لفترة أطول بكثير لتجويف مع المعزل. إذا كانت أي تقلبات بيئية في هذا النطاق الزمني تغيير ظروف مسابقة الوضع، الدولة العابرة في التجويف مع مجموعة وضع طولية آخر يمكن مرة أخرى يتم تشغيلها، مما يؤدي إلى زيادة ارتعش. خلال التجارب، لم يتم اتخاذ أي أحكام للسيطرة على ظروف التشغيل في الليزر. نحن لذلك نعتقد أنه داخل بيئة أكثر خاضعة للرقابة (الاستقطاب الاحتفاظ بها ألياف، استقرار درجة الحرارة)، الابراع يمكن يكون بشكل كبير انخفاض.

بالإضافة إلى ذلك، العديد من القمم في خط الليزر (مماثلة إلى theta2 تنبعث منها الطيف) يمكن تشكيلها من قبل حفز بريلوين الانتثار (SBS)، الذي يتم تضخيمه في الألياف المحددة وقد لوحظ تأثير SBS في تجويف Theta بالفعل واستغلاله لبناء الطول الموجي المتعدد EDFL26.


أضيق LineWidth لجميع تجاويف Theta متسقة حول الطول الموجي بالكامل Lessing النطاق، كما هو مبين في الشكل 4D. كميا، الليزر LineWidth هو 1.5 إلى 2 مرات أضيق ل Reta Runonators، بمتوسط ​​قيمة 0.2 نانومتر نحن أيضا مراقبة أن linewidth يبقى ثابتا في جميع أنحاء الليزر منطقة الطول الموجي، في حين تجويف الدائري يعرض اعتمادا أقوى من الطول الموجي مع القيم بين 0.2 NM و 0.45 نانومتر


يتم الاحتفاظ بسلطة الإشارات المنبعثة ثابتة فعليا في الاستقرار الاختبارات. الانحراف المعياري الذي تطبيعه إلى متوسط ​​القيمة لا يتجاوز 0.15٪ لمدة 3 ساعات (الشكل 5C).


أخيرا، كلا من قوة الناتج و linewidth من 2-μm تتم قياس الإشارة كدالة للطاقة المضخة، وتظهر النتائج في الشكل 6A-6B والشكل 6C، على التوالي. تظهر جميع الليزر الأربعة نتائج متطابقة تقريبا مع عتبة قوة المضخة تقريبا 0.2 W (لا يظهر في الشكل) وكفاءة المنحدر في محيط 25٪. قوة خرج قريبة من 700 MW . وبالتالي يمكن الحصول عليها عند ضخ مع 3 W. هذا كفاءة المنحدرة قريبة من 26٪ القيمة المبلغ عنها للتقليدية الكل والألياف حلقة TDFL27. تتم مقارنة البيانات التجريبية لقدرة الإخراج بالقيم المقدرة باستخدام قياسات GU (الشكل 2B) والخسائر (طاولة 1). for . قابلية القراءة، والنتيجة فقط ل Theta2 يظهر في الشكل 6B لأن . أظهر جميع الليزر اتجاه مماثل . عموما، اتفاق جيد هو تم الوصول إليه. تسقط القوى المقاسة على الحد الأعلى لمنطقة التشغيل بسبب تم تحسين الإعداد بالكامل للوصول إلى أعلى القوى. أخيرا، في رأينا، يمكن ملاحظة السمة الأكثر روعة في تجويف Theta في الشكل 6C. على عكس تجويف الدائري، والذي يعرض زيادة الليزر LineWidth مع قوة الضخ، The linewidth من ثيتا تجاويف الليزر . الطول الموجي لا يزال في الغالب ثابت.



إلى . اكتسب مزيد من الفهم من ثوليوم الظهر Theta تجويف ليزر، أجرينا محاكاة مع هذا التكوين. يتيح لنا منصة المحاكاة تضمين Kerr nonllinearity . من متوسطة المكاسب، معلمة مهمة تم حذفها في التحليلات المبسطة الوصف. نحن لاحظ سابقا معتدلة أربعة موجة خلط (FWM) في 4-M-Long TDF . باعتبارها ظاهرة تكميلية خلال أ طول موجة متعددة تضخيم الإشارة في 2 ميكرون Spectral Region16. بالنظر إلى الصغيرة نسبيا TDF حجم النواة حوالي 4 ميكرون في القطر والمرتفع فهرس الانكسار تباين (عدد فتحة NA = 0.26)، وجود FWM يؤكد غير مهم معامل غير الخطي γ من الثوليوم الألياف. تأثير γ على أداء حلقة / ثيتا لذلك تحقق ليزرز تجويف عدديا عن طريق تنفيذ التكوينات التجريبية المعروضة في الشكل 3 باستخدام VPitransmissionMaker البرمجيات (VPI). TDF يعتمد النموذج، الذي يتم تنفيذه في VPI، على حل معادلات السعر المقرونة للانحراج السكاني لمستويات الطاقة ومعادلات الانتشار للإشارات و ASE مكونات 28،29،30،31. فقط تأثير المرحلة الذاتية تعديل (SPM) يتم تضمينها في نموذج. الاعتماد على التقديرات الأولية لل FWM، معامل γ = 11.4 W-1 كم - 1 تم تعيينه إلى غير الخطية TDF


يتم تقديم ملخص لنتائج المحاكاة في الشكل 7.



أقسام الامتصاص والانبعاثات و الإشعاع تؤخذ عمر الانتقال من المرجع (الألياف TM1) 32. إلى . أداء المحاكاة في وقت حسابي معقول، تم ضبط تركيز المنشطات على 3 × 1025 M-3 (مقارنة مع 8.4 × 1025 م.م. 26 DBM و 24 DBM في 2000 NM لمضخة 2 ث، على التوالي).


أول تباين كبير بين الوصف والتجارب التحليلية هو إيه الدقيق بين المفضل والمزيلات الاتجاهات. في الشكل 7A، المفضل (CCW) ومغلاق (CW) يتم رسم صلاحيات الإخراج كدالة لرحلة ذهابا وإيابا للتجويف الثلاثة THETA التكوينات. نتائج خطي TDF (صلب خط) وغير الخطية TDF (متقطع خط) هي مقارنة. نتائج المحاكاة في القضية الخطية هي في اتفاق جيد مع التحليلية الوصف: (ط) قوة CW تتضاءل إشارة مع كل رحلة ذهاب وعودة (ملاحظة أن التشبع الواضح حول -30 DBM ناتجة عن القيود العددية لل نموذج) و (2) The Theta1 التكوين يستغرق وقتا أطول لتسوية في حالة مستقرة بسبب انخفاض قيمة ردود الفعل. متى ال غير الخطية تؤخذ في الاعتبار، السلوك مماثلة للسلوك المرصود تجريبيا هو مصور: CW القوة لا تختفي في الحالة الثابتة. تحدث بعض التذبذبات حتى قيمة محدودة هي وصلت. المحاكاة تنبئ ers 16.9 DB، 26.0 DB، و 36.5 DB ل THETA1، THETA2، و THETA3، على التوالي. نوعيا، هم في اتفاق جيد مع التجربة: ردود الفعل العالية توفر أفضل إيه. يمكن أن يعزى الفرق الكمي بين القيم المحاكاة والتجريبية إلى تباينات المعلمة بين حقيقي ومصمول TDF (في المقام الأول، المنشطات تركيز).


الاتجاه الآخر غير المتوقع هو الضوء المنبعث نصائح. نتائج المحاكاة نصائح كما تظهر وظيفة من طاقة المضخة في الشكل 7B. متى غير الخطية يتم تضمينها في النموذج، و linewidth من الليزر الضوء يتبع التجريبية السلوك: FWHM لا يزال ثابتا تقريبا أو حتى النقصان مع زيادة المضخة الطاقة. هذا يمكن تفسيرها من خلال تأثير مرآة مضغوط غير الخطية (ندم) في تجويف 33. أ نالم يتم تضمين تكوين الليزر، بدءا من المقرنة DC2 و بما في ذلك TDF و DC1. إعادة توجيه CW إشارة و CCW ضوء في الحلقة الرئيسية يكتسب مختلف التحولات المرحلة غير الخطية أثناء نشرها في TDF ويتدخل في DC2، مما أدى إلى نصائح تضييق. الاتجاه العكسي (أي، زيادة نصائح مع مضخة الطاقة) متى يتم كسر الملاحظات على شكل S يدعم هذا الافتراض. في الحالة الأخيرة، تمثل تكوين الليزر ببساطة تجويف حلقة ثنائية الاتجاه، وأين الإشارة المنبعثة تستحوذ على SPM إضافية، مما يؤدي إلى توسيع الطيفية لليزر خط. علاوة على ذلك، تم ملاحظة سلوك مماثل تجريبيا في تجويف الدائري الاصلي للأعياد، حيث FWHM زاد من 0.2 نانومتر عند 0.6 W من مضخة الطاقة إلى 0.48 نانومتر في 3 W (الشكل 6C).


الاستنتاجات:

باختصار، أظهرنا تجريبيا أول أحادي الاتجاه خالية من المعزل، 2-ميكرون، TDF الليزر الاعتماد على خصائص تجويف Theta، وقدم المقارنة الأولى بين تصميم تجويف الدائري التقليدي وتشجيع Theta مع قيم التعليقات المختلفة (مقرنة DC1). جوهر ضخ تيتا تجويف TDF الليزر يوفر فرعية واط انتاج الطاقة مع كفاءة منحدر من 25٪، A 2-DB ضبط مسطح 1900-2050 نانومتر، اوسنر أكثر من 60 ديسيبل، و linewidth من 0.2 نانومتر، وتحقق er of 18-25 DB (اعتمادا على على ردود الفعل القيمة) بين المفضل والمزيل الليزر الاتجاهات. هذه الخصائص تنافسية مع هؤلاء حلقة تجاويف. يعد معيار تجويف Theta الوحيد الذي ينتج عنه تكوين الحلبة التقليدية هو الاستقرار الزمني للطول الموجي المركزي و FWHM، الذي يقدر بمقدار قيمة الطول الموجي 2δσλ. نحن نعتقد أنه داخل بيئة تجريبية أكثر تسيطر عليها (الاستقطاب الصفيح ألياف، استقرار درجة الحرارة)، الهرسب (30-60 PM) يمكن يكون بشكل كبير انخفاض. بالإضافة إلى ذلك، تقليل عرض النطاق الترددي بجدية مرشح البصرية يجب زيادة الاستقرار.


علاوة على ذلك، The linewidth من ثيتا تجاويف الليزر . يظل الطول الموجي ثابتا في الغالب مع طاقة الضخ (FWHM من حوالي 0.2 NM)، في حين الطيف المنبعث من تجويف التجويف الخاتم توسيع نطاق كبير (FWHM الزيادات من 0.2 NM AT 0.6 W للمضخة الطاقة إلى 0.48 NM في 3 W). تظهر نتائج المحاكاة أن هذا السلوك يمكن أن يعزى إلى تأثير نالم في تجويف. بصرف النظر عن الميزة الهندسية لتكوين Theta، حيث مثل هذا المعقدة نسبيا و ضيق المكونات البصرية، مثل المعزل البصري، يمكن حذفها، The Nalm يمثل التأثير على الأشكال الطيفية للضوء المنبعث، في رأينا، الميزة الأكثر بروزا في التجويف. لذلك، هناك مجال للتحقيقات المستقبلية لتحسين التفاعل بين نالم والألياف الرئيسية، وتحسين الاستقرار و غير المعاملة بالمثل (إيه) في تجويف. علاوة على ذلك، The Nalm يمكن أن تعمل كاصطواري امتصاص، أنها يمكن يكون من الممكن تغيير نظام التشغيل في الليزر من الموجة المستمرة النبضة من خلال تعزيز الآثار غير الخطية في تجويف مع أقسام من الألياف غير الخطية أو الإضافية TDF قطع.



البقاء على اطلاع من خلال الاشتراك في قائمة البريد الخاصة بنا

انقر هنا لترك رسالة

ترك رسالة
إذا كانت أنت مهتم بمنتجاتنا وتريد معرفة المزيد من التفاصيل، يرجى ترك رسالة هنا، وسوف نقوم بالرد عليك حالما نحن CAN.

منزل، بيت

منتجات

حول

اتصل