የፖላራይዝድ ፋይበር ጠባብ-መስመር ስፋት ያለው ሌዘር የኦፕቲካል መንገድ ዲዛይን

የፖላራይዝድ ፋይበር የኦፕቲካል መንገድ ዲዛይንጠባብ-መስመር ስፋት ሌዘር

1. አጠቃላይ እይታ

1018 nm ፖላራይዝድ ፋይበር ጠባብ-መስመር ስፋት ያለው ሌዘር። የስራ ሞገድ ርዝመት 1018 nm፣ የሌዘር ውፅዓት ኃይል 104 W፣ የ3 dB እና 20 dB ስፔክትራል ስፋቶች በቅደም ተከተል ~21 GHz እና ~72 GHz፣ የፖላራይዝድ መጥፋት ጥምርታ >17.5 dB፣ እና የጨረር ጥራት ከፍተኛ ነው (2 x M – 1.62 እና 2 y M) Aየሌዘር ስርዓትየቁልቁለት ብቃት 79% (~1.63)።

2. የኦፕቲካል መንገድ መግለጫ

በፖላራይዝድ ፋይበር ጠባብ-መስመር ስፋት ሌዘር, መስመራዊ ፖላራይዝድ ፋይበር ሌዘር ኦስሲሌተር ጥንድ ፖላራይዝድ-የሚጠብቁ ፋይበር ግሬቲንግ እና 1.5 ሜትር ርዝመት ያለው 10/125 μm ytterbium-doped ድርብ-ክላድ ፖላራይዝድ-የሚጠብቁ ፋይበር እንደ ትርፍ መካከለኛ የተዋቀረ ነው። የዚህ የኦፕቲካል ፋይበር የመምጠጥ ኮፊሸንት 5 dB/m ነው። የሌዘር ኦስሲሌተሩ በ976 nm የሞገድ ርዝመት ተቆልፏልሴሚኮንዳክተር ሌዘርበፖላሪቲ-ጥገና (1+1)×1 ጨረር ማጣመሪያ በኩል ከፍተኛ 27 ዋት ኃይል አለው። ከፍተኛ አንጸባራቂው ፍርግርግ ከ99% በላይ አንጸባራቂነት ያለው ሲሆን የ3 dB አንጸባራቂው መተላለፊያ ስፋት ደግሞ በግምት 0.22 nm ነው። የፍርግርግ ዝቅተኛ አንጸባራቂነት 40% ሲሆን የ3 dB አንጸባራቂው መተላለፊያ ስፋት ደግሞ በግምት 0.216 nm ነው። የሁለቱም ፍርግርግ ማዕከላዊ አንጸባራቂ የሞገድ ርዝመት በ1018 nm ነው። የሌዘር ሬዞናተርን የውጤት ኃይል እና የASE የመጨናነቅ ጥምርታን ለማመጣጠን የፍርግርግ ዝቅተኛ አንጸባራቂነት ወደ 40% ተሻሽሏል። የከፍተኛ አንጸባራቂው ፍርግርግ የጅራት ፋይበር ከጂኒንግ ፋይበር ጋር ይዋሃዳል፣ የዝቅተኛ አንጸባራቂው ፍርግርግ የጅራት ፋይበር ደግሞ በ90° ይሽከረከራል እና ከክላዲንግ ማጣሪያው የጅራት ፋይበር ጋር ይዋሃዳል። ስለዚህ፣ የከፍተኛ አንጸባራቂው ፍርግርግ ፈጣን-ዘንግ አንጸባራቂው የሞገድ ርዝመት ከፍተኛው አቀማመጥ ከዝቅተኛ አንጸባራቂው ፍርግርግ የዝግታ-ዘንግ አንጸባራቂው የሞገድ ርዝመት ጋር ይዛመዳል። በዚህ መንገድ፣ አንድ ፖላራይዝድ ሌዘር ብቻ በሬዞናንት ዋሻ ውስጥ ሊወዛወዝ ይችላል። በኦፕቲካል ፋይበር ክላዲንግ ውስጥ የቀረው የፓምፕ መብራት ወደ ሬዞናንት ዋሻ ውስጥ በተቀላቀለ በራስ-ሰር በተሰራ ክላዲንግ ማጣሪያ ተጣርቶ የሚወጣ ሲሆን የውጤት ጅራቱ የፊት ለፊት ግብረመልስ እና የጥገኛ ንዝረትን ለመከላከል በ8° የተቆረጠ ነው።

3. የጀርባ እውቀት

የመስመራዊ ፖላራይዝድ ፋይበር ሌዘር የማመንጨት ዘዴ፡- በጭንቀት ቢሬፍሪንግንስ ምክንያት፣ የፒር ቅርጽ ያለው ፖላራይዝድ-የሚይዝ ፋይበር ሁለት ኦርቶጎናል ፖላራይዝድ ዘንጎች አሉት፣ እነሱም ፈጣን ዘንግ እና ዘገምተኛ ዘንግ በመባል ይታወቃሉ። በአጠቃላይ፣ የዘገምተኛ ዘንግ ሪፍራክቲቭ ኢንዴክስ ከፈጣን ዘንግ የበለጠ ስለሆነ፣ በፖላራይዝድ-የሚይዝ ፋይበር ላይ የተፃፈው ፍርግርግ ሁለት የተለያዩ ማዕከላዊ የሞገድ ርዝመት አለው። በመስመራዊ ፖላራይዝድ ፋይበር ሌዘር ላይ ያለው ሬዞናንት ክፍተት ብዙውን ጊዜ ሁለት ፖላራይዝድ-የሚይዝ ፍርግርግዎችን ያቀፈ ነው። የዝቅተኛ-ነጸብራቅ ፍርግርግ የሞገድ ርዝመት እና በፈጣን ዘንግ እና በዝግተኛ ዘንግ ላይ ያለው ከፍተኛ-ነጸብራቅ ፍርግርግ የሞገድ ርዝመት በቅደም ተከተል ይዛመዳል። የፖላራይዝድ-የሚይዝ ፍርግርግ የንፀባረቀው ባንድዊድዝ በቂ ጠባብ ሲሆን፣ በፈጣን ዘንግ ውስጥ ያለው የስርጭት ስፔክትራ እና የዘገየ ዘንግ አቅጣጫዎች ሊለያዩ ይችላሉ፣ እና ሁለቱም የሞገድ ርዝመት በሬዞናንት ክፍተት ውስጥ ሊንቀጠቀጡ ይችላሉ። በፖላራይዝድ-የሚጠብቅ ፍርግርግ ድርብ-ሞገድ ንዝረት መርህ መሠረት፣ በሙከራው ውስጥ፣ ትይዩ የብየዳ ዘዴን ለማሳካት ሊተገበር ይችላል። በብየዳ ወቅት የሁለቱ ግሬቲንግ ፖላራይዜሽን-የሚጠብቁ ዘንጎች ይጣጣማሉ። በዚህ መንገድ፣ የከፍተኛ-ነጸብራቅ ግሬቲንግ ሁለቱ የማስተላለፊያ ጫፎች ከዝቅተኛ-ነጸብራቅ ግሬቲንግ ጋር ይዛመዳሉ፣ በዚህም ምክንያት ባለሁለት-ሞገድ ርዝመት የሌዘር ውጤት ሊገኝ ይችላል።

በእውነተኛ የሌዘር ፖላራይዜሽን-ጥበቃ ስርዓቶች ውስጥ፣ መስመራዊ ስዌቭ የመስመራዊ ፖላራይዜሽን ሌዘሮችን የውጤት ባህሪያት ለመገምገም አስፈላጊ አመላካች ነው። በአጠቃላይ፣ ከፍተኛ-ነጸብራቅ ፍርግርግ ጊዜ ከዝቅተኛ-ነጸብራቅ ፍርግርግ የበለጠ ነው። ከፍተኛ የPER እሴት ያለው መስመራዊ ፖላራይዜሽን ሌዘር ለማግኘት፣ አንድ የፖላራይዜሽን ጫፍ ብቻ መንዘር ያስፈልገዋል። የዝቅተኛ-ነጸብራቅ ፍርግርግ ፈጣን ዘንግ በከፍተኛ-ነጸብራቅ ፍርግርግ ዘንግ ዘንግ ላይ ሲሆን፣ በዝቅተኛ-ነጸብራቅ ፍርግርግ ፈጣን ዘንግ አቅጣጫ ውስጥ ያለው ማዕከላዊ የሞገድ ርዝመት በከፍተኛ-ነጸብራቅ ፍርግርግ ዘንግ ዘንግ አቅጣጫ ካለው ጋር ይዛመዳል፣ በዝቅተኛ-ነጸብራቅ ፍርግርግ ዘንግ ዘንግ አቅጣጫ ውስጥ ያለው የማስተላለፊያ ጫፍ ደግሞ በከፍተኛ-ነጸብራቅ ፍርግርግ ፈጣን ዘንግ አቅጣጫ ካለው የማስተላለፊያ ጫፍ ጋር አይዛመድም። በዚህ መንገድ፣ አንድ የማስተላለፊያ ጫፍ ሊንቀጠቀጥ ይችላል። በተመሳሳይ፣ የዝቅተኛ-ነጸብራቅ ፍርግርግ ዘገምተኛ ዘንግ በከፍተኛ-ነጸብራቅ ፍርግርግ ፈጣን ዘንግ ላይ ሲሆን፣ የዝቅተኛ-ነጸብራቅ ፍርግርግ ዘገምተኛ ዘንግ ማዕከላዊ የሞገድ ርዝመት ከከፍተኛ-ነጸብራቅ ፍርግርግ ፈጣን ዘንግ ጋር ይዛመዳል፣ የዝቅተኛ-ነጸብራቅ ፍርግርግ ፈጣን ዘንግ የማስተላለፊያ ጫፍ ደግሞ ከከፍተኛ-ነጸብራቅ ፍርግርግ ዘገምተኛ ዘንግ ጋር አይዛመድም። በዚህ መንገድ፣ አንድ የማስተላለፊያ ጫፍም ሊንቀጠቀጥ ይችላል። ከላይ የተጠቀሱት ሁለቱ ዘዴዎች ሁለቱም ቀጥ ያለ ፖላራይዝድ የሌዘር ውጤት ማግኘት ይችላሉ። በፖላራይዝድ-ጥበቃ ፍርግርግ ነጠላ-ሞገድ ርዝመት ቀጥ ያለ ፖላራይዝድ የሌዘር ኦስሲሌሽን መርህ መሠረት፣ በሙከራው ውስጥ፣ ኦርቶጎናል ስፕሊኪንግ ዘዴን ለማሳካት ሊተገበር ይችላል። የከፍተኛ አንጸባራቂ ፍርግርግ እና ዝቅተኛ አንጸባራቂ ፍርግርግ የፖላራይዜሽን-ጥበቃ ዘንጎች ስፒኪንግ አንግል 90° ሲሆን፣ በከፍተኛ አንጸባራቂ ፍርግርግ ዘገምተኛ ዘንግ አቅጣጫ ያለው የማስተላለፊያ ጫፍ በዝቅተኛ አንጸባራቂ ፍርግርግ ፈጣን ዘንግ አቅጣጫ ካለው የማስተላለፊያ ጫፍ ጋር ይዛመዳል፣ በዚህም የአንድ-ሞገድ ርዝመት መስመራዊ ፖላራይዝድ ፋይበር ሌዘር ውጤት ሊሳካ ይችላል።