Berita Industri

Laser gentian lebar garis sempit panjang gelombang pendek

2021-12-27
Untuk teknologi sintesis spektrum, meningkatkan bilangan sub-rasuk laser tersintesis adalah salah satu cara penting untuk meningkatkan kuasa sintesis. Memperluaskan julat spektrum laser gentian akan membantu meningkatkan bilangan sub-rasuk laser sintesis spektrum dan meningkatkan kuasa sintesis spektrum [44-45]. Pada masa ini, julat sintesis spektrum yang biasa digunakan ialah 1050~1072 nm. Memperluaskan lagi julat panjang gelombang laser gentian lebar garis sempit kepada 1030 nm adalah sangat penting kepada teknologi sintesis spektrum. Oleh itu, banyak institusi penyelidikan telah memberi tumpuan kepada panjang gelombang pendek (panjang gelombang kurang daripada 1040 nm) garis sempit Laser gentian lebar telah dikaji. Kertas kerja ini terutamanya mengkaji laser gentian 1030 nm, dan memanjangkan julat panjang gelombang sub-rasuk laser yang disintesis secara spektrum kepada 1030 nm.
Ciri-ciri keluaran laser gentian dengan panjang gelombang yang berbeza dipengaruhi terutamanya oleh spektrum penyerapan dan spektrum pelepasan gentian keuntungan. Untuk laser gentian gelombang pendek, berbanding dengan jalur panjang gelombang tradisional (1060~1080 nm) laser gentian, keratan rentas penyerapan gentian keuntungan adalah lebih besar. Laser panjang gelombang pendek mudah diserap semula dalam gentian keuntungan untuk menghasilkan output laser panjang gelombang lebih panjang, iaitu, ASE dihasilkan, yang mengehadkan kuasa keluarannya.

Pada tahun 2011, O. Schmidt dari Universiti Jena menggunakan sumber ASE lebar talian sempit sebagai cahaya benih untuk penguatan. Struktur sumber benih ditunjukkan dalam Rajah 21. Dua jeriji digunakan untuk mengawal lebar garis benih pada 12 malam, kuasa keluaran benih ialah 400 mW, dan panjang gelombang tengah ialah 1030 nm. Sumber benih dikuatkan dalam dua peringkat. Peringkat pertama menggunakan gentian kristal fotonik 40/200 dan peringkat kedua menggunakan gentian kristal fotonik 42/500. Kuasa keluaran akhir ialah 697 W dan kualiti rasuk ialah M2=1.34 [46].


Pada 2016, Nader A. Naderi dari Makmal Tentera Udara A.S. menggunakan laser frekuensi tunggal dengan isyarat PRBS yang dimodulasi 1030 nm sebagai sumber benih. Lebar garis spektrum sumber benih ialah 3.5 GHz, dan kemudian ia dikuatkan oleh peringkat penguat. Peranti eksperimen ditunjukkan dalam Rajah 22. . Sistem ini meningkatkan kuasa output laser jalur 1030 nm kepada 1034 W, lebar garis spektrum ialah 11 malam, kecekapan output peringkat penguat ialah 80%, nisbah penindasan ASE adalah sehingga 40 dB, dan kualiti pancaran ialah M2 = 1.1 hingga 1.2. Dalam eksperimen, kesan SBS dan ASE telah ditindas dengan mengawal panjang gentian keuntungan [47-48].

Pada tahun 2014, Ye Huang et al. Syarikat Nufern di Amerika Syarikat mencapai output laser kw dalam julat panjang gelombang 1028~1100 nm [49]. Dalam eksperimen, laser 1028 nm dan 1100 nm kebanyakannya dikaji, dan hasilnya dibandingkan dengan laser 1064 nm. Didapati bahawa berbanding dengan laser gentian jalur tradisional, kesan ASE bagi kedua-dua laser gentian panjang gelombang pendek dan panjang gelombang telah dipertingkatkan dengan ketara. Akhirnya, selepas menekan kesan ASE, output laser mod tunggal 1215 W dicapai dalam jalur 1028 nm, dan kecekapan optik ialah 75%.

Pada 2016, syarikat Amerika Roman Yagodkin et al. melakukan modulasi fasa pada laser frekuensi tunggal sebagai sumber benih. Selepas amplifikasi, output laser >1.5 kW diperolehi. Julat panjang gelombang pusat laser ialah 1030~1070 nm, dan lebar garis spektrum ialah <15 GHz[50]. Spektrum keluaran pada panjang gelombang ditunjukkan dalam Rajah 23. Ia boleh dilihat daripada spektrum bahawa nisbah penindasan ASE bagi spektrum laser panjang gelombang pendek adalah kira-kira 15 dB lebih rendah daripada laser berhampiran 1064 nm. Pada 2017, Syarikat IPG AS melakukan modulasi fasa pada laser frekuensi tunggal 1030 nm untuk mengembangkan spektrum kepada 20 GHz. Selepas peringkat pra-penguatan tiga peringkat, kuasa keluaran mencapai 15-20 W, dan akhirnya selepas peringkat penguat utama, kuasa keluaran ialah 2.2 kW. Output laser panjang gelombang pendek kini merupakan kuasa keluaran tertinggi bagi laser gentian jalur 1030 nm [50].
Ringkasnya, disebabkan oleh pengaruh kesan ASE, kuasa keluaran maksimum laser gentian lebar garis sempit panjang gelombang pendek hanya 2.2 kW, yang mempunyai banyak ruang untuk pembangunan berbanding dengan laser gentian lebar garis sempit berhampiran tipikal. panjang gelombang 1064 nm.