Návrh optickej dráhy obdĺžnikového tvarupulzné lasery
Prehľad návrhu optickej dráhy
Pasívny módovo synchronizovaný disipatívny solitónový rezonančný túliom dopovaný vláknový laser s dvojitou vlnovou dĺžkou, disipatívnym solitónom a synchronizovanou rezonanciou, založený na nelineárnej zrkadlovej štruktúre vláknového prstenca.
2. Popis optickej dráhy
Dvojvlnový disipatívny solitónový rezonančný túliom dopovanývláknový laserprijíma dizajn dutiny v tvare „8“ (obrázok 1).
Ľavá časť je hlavná jednosmerná slučka, zatiaľ čo pravá časť je nelineárna zrkadlová štruktúra optického vlákna. Ľavá jednosmerná slučka obsahuje delič zväzkov, 2,7 m túliom dopované optické vlákno (SM-TDF-10P130-HE) a 2 μm pásmový optický vláknový väzobný člen s koeficientom väzby 90:10. Jeden polarizačne závislý izolátor (PDI), dva polarizačné regulátory (polarizačné regulátory: PC) a 0,41 m polarizačne udržiavajúce vlákno (PMF). Nelineárna štruktúra prstencového zrkadla z optických vlákien vpravo sa dosahuje spojením svetla z ľavej jednosmernej slučky s nelineárnym prstencovým zrkadlom z optických vlákien vpravo prostredníctvom optického väzobného člena so štruktúrou 2×2 s koeficientom 90:10. Nelineárna štruktúra prstencového zrkadla z optických vlákien vpravo obsahuje 75 metrov dlhé optické vlákno (SMF-28e) a polarizačný regulátor. Na zosilnenie nelineárneho efektu sa používa 75 metrov dlhé jednomódové optické vlákno. V tomto prípade sa na zvýšenie nelineárneho fázového rozdielu medzi šírením v smere a proti smeru hodinových ručičiek používa optický vláknový spojok s pomerom 90:10. Celková dĺžka tejto dvojvlnovej štruktúry je 89,5 metra. V tomto experimentálnom usporiadaní prechádza čerpacie svetlo najprv cez zlučovač lúčov, aby dosiahlo ziskové médium – optické vlákno dopované túliom. Po optickom vlákne dopovanom túliom je pripojený spojok s pomerom 90:10, ktorý cirkuluje 90 % energie v dutine a odvádza 10 % energie von z dutiny. Zároveň sa dvojlomný Lyotov filter skladá z optického vlákna udržiavajúceho polarizáciu umiestneného medzi dvoma polarizačnými regulátormi a polarizátorom, ktorý zohráva úlohu pri filtrovaní spektrálnych vlnových dĺžok.
3. Základné znalosti
V súčasnosti existujú dve základné metódy na zvýšenie energie impulzov pulzných laserov. Jedným z prístupov je priame zníženie nelineárnych efektov vrátane zníženia špičkového výkonu impulzov rôznymi metódami, ako je napríklad použitie riadenia disperzie pre roztiahnuté impulzy, obrovské cvrlikajúce oscilátory a pulzné lasery s delením lúča atď. Ďalším prístupom je hľadanie nových mechanizmov, ktoré dokážu tolerovať väčšiu nelineárnu akumuláciu fázy, ako je samopodobnosť a obdĺžnikové impulzy. Vyššie uvedená metóda dokáže úspešne zosilniť energiu impulzu...pulzný laseraž desiatky nanojoulov. Disipatívna solitónová rezonancia (Dissipative soliton resonance: DSR) je mechanizmus tvorby obdĺžnikových impulzov, ktorý prvýkrát navrhol N. Akhmediev a kol. v roku 2008. Charakteristickým znakom disipatívnych solitónových rezonančných impulzov je, že pri zachovaní konštantnej amplitúdy sa šírka impulzu a energia nerozdeľujúceho obdĺžnikového impulzu monotónne zvyšujú so zvyšujúcim sa výkonom čerpania. To do istej miery prelamuje obmedzenie tradičnej solitónovej teórie na energiu jedného impulzu. Disipatívna solitónová rezonancia sa dá dosiahnuť konštrukciou nasýtenej absorpcie a reverznej nasýtenej absorpcie, ako je napríklad efekt nelineárnej rotácie polarizácie (NPR) a efekt nelineárneho zrkadla vláknového kruhu (NOLM). Väčšina správ o generovaní disipatívnych solitónových rezonančných impulzov je založená na týchto dvoch mechanizmoch uzamknutia módov.
Čas uverejnenia: 9. októbra 2025