Diseño de la trayectoria óptica de la fibra polarizadaláser de ancho de línea estrecho
1. Descripción general
Láser de fibra polarizada de ancho de línea estrecho de 1018 nm. La longitud de onda de trabajo es de 1018 nm, la potencia de salida del láser es de 104 W, los anchos espectrales de 3 dB y 20 dB son de aproximadamente 21 GHz y 72 GHz respectivamente, la relación de extinción de polarización es >17,5 dB y la calidad del haz es alta (2 x M – 1,62 y 2 y M) Asistema lásercon una eficiencia de pendiente del 79% (∼1,63).
2. Descripción de la trayectoria óptica
En unláser de fibra polarizada de ancho de línea estrechoEl oscilador láser de fibra polarizada linealmente está compuesto por un par de rejillas de fibra que mantienen la polarización y una fibra de doble revestimiento dopada con iterbio de 1,5 metros de longitud y 10/125 μm que mantiene la polarización como medio de ganancia. El coeficiente de absorción de esta fibra óptica a 976 nm es de 5 dB/m. El oscilador láser es bombeado por una longitud de onda bloqueada de 976 nm.láser semiconductorcon una potencia máxima de 27 W a través de un combinador de haz (1+1)×1 que mantiene la polaridad. La rejilla de alta reflexión tiene una reflectividad de más del 99%, y el ancho de banda de reflexión de 3 dB es de aproximadamente 0,22 nm. La baja reflectividad de la rejilla es del 40%, y el ancho de banda de reflexión de 3 dB es de aproximadamente 0,216 nm. Las longitudes de onda de reflexión centrales de ambas rejillas están en 1018 nm. Para equilibrar la potencia de salida del resonador láser y la relación de supresión de ASE, la baja reflectividad de la rejilla se optimizó al 40%. La fibra de cola de la rejilla de alta reflexión está fusionada a la fibra de ganancia, mientras que la fibra de cola de la rejilla de baja reflexión está girada 90° y fusionada a la fibra de cola del filtro de revestimiento. Por lo tanto, la posición del pico de la longitud de onda de reflexión del eje rápido de la rejilla de alta reflexión coincide con la de la longitud de onda de reflexión del eje lento de la rejilla de baja reflexión. De esta forma, solo un láser polarizado puede oscilar en la cavidad resonante. La luz de bombeo restante en el revestimiento de la fibra óptica se filtra mediante un filtro de revestimiento de fabricación propia integrado en la cavidad resonante, y el cable de salida tiene un bisel de 8° para evitar la retroalimentación en el extremo y la oscilación parásita.
3. Conocimientos previos
Mecanismo de generación de láseres de fibra polarizados linealmente: Debido a la birrefringencia por tensión, la fibra polarizada en forma de pera posee dos ejes de polarización ortogonales, denominados eje rápido y eje lento. Generalmente, dado que el índice de refracción del eje lento es mayor que el del eje rápido, la rejilla grabada en la fibra polarizada presenta dos longitudes de onda centrales diferentes. La cavidad resonante de un láser de fibra polarizado linealmente suele estar compuesta por dos rejillas polarizadas. Las longitudes de onda de la rejilla de baja reflexión y la de alta reflexión se corresponden en los ejes rápido y lento, respectivamente. Cuando el ancho de banda de reflexión de la rejilla polarizada es suficientemente estrecho, los espectros de transmisión en las direcciones del eje rápido y lento pueden separarse, permitiendo que ambas longitudes de onda vibren dentro de la cavidad resonante. De acuerdo con el principio de oscilación de doble longitud de onda de la rejilla polarizada, en el experimento se puede emplear el método de soldadura paralela para lograrlo. Durante la soldadura, los ejes de polarización de las dos rejillas se alinean. De esta forma, los dos picos de transmisión de la rejilla de alta reflexión coinciden con los de la rejilla de baja reflexión, lo que permite obtener una salida láser de doble longitud de onda.
En los sistemas reales de mantenimiento de polarización láser, la asimetría lineal es un indicador importante para evaluar las características de salida de los láseres polarizados linealmente. Generalmente, el período de una rejilla de alta reflectancia es mayor que el de una rejilla de baja reflectancia. Para lograr un láser polarizado linealmente con un alto valor de PER, solo se necesita que vibre un pico de polarización. Cuando el eje rápido de la rejilla de baja reflectancia está alineado con el eje lento de la rejilla de alta reflectancia, la longitud de onda central en la dirección del eje rápido de la rejilla de baja reflectancia corresponde a la del eje lento de la rejilla de alta reflectancia, mientras que el pico de transmisión en la dirección del eje lento de la rejilla de baja reflectancia no corresponde al pico de transmisión en la dirección del eje rápido de la rejilla de alta reflectancia. De esta manera, se puede vibrar un pico de transmisión. De manera similar, cuando el eje lento de una rejilla de baja reflectancia coincide con el eje rápido de una rejilla de alta reflectancia, la longitud de onda central del eje lento de la rejilla de baja reflectancia coincide con la del eje rápido de la rejilla de alta reflectancia, mientras que el pico de transmisión del eje rápido de la rejilla de baja reflectancia no coincide con el del eje lento de la rejilla de alta reflectancia. De esta forma, también se puede generar un pico de transmisión. Ambos métodos permiten obtener una salida láser polarizada linealmente. Según el principio de oscilación láser polarizada linealmente de una sola longitud de onda de la rejilla de mantenimiento de polarización, en el experimento se puede emplear el método de empalme ortogonal para lograrlo. Cuando el ángulo de empalme de los ejes de mantenimiento de polarización de la rejilla de alta reflexión y la rejilla de baja reflexión es de 90°, el pico de transmisión en la dirección del eje lento de la rejilla de alta reflexión corresponde al pico de transmisión en la dirección del eje rápido de la rejilla de baja reflexión, y por lo tanto se puede lograr la salida de un láser de fibra polarizado linealmente de una sola longitud de onda.
Fecha de publicación: 12 de septiembre de 2025