Progettazione del percorso ottico rettangolarelaser pulsati
Panoramica sulla progettazione del percorso ottico
Un laser a fibra drogata con tulio, passivo, a risonanza solitonica dissipativa a doppia lunghezza d'onda con blocco di modo, basato su una struttura a specchio anulare non lineare in fibra.
2. Descrizione del percorso ottico
Il solitone dissipativo risonante a doppia lunghezza d'onda drogato con tuliolaser a fibraadotta una struttura a cavità a forma di "8" (Figura 1).
La parte sinistra è costituita dall'anello unidirezionale principale, mentre la parte destra è una struttura a specchio ad anello in fibra ottica non lineare. L'anello unidirezionale sinistro comprende un divisore di fascio, una fibra ottica drogata con tulio da 2,7 m (SM-TDF-10P130-HE) e un accoppiatore in fibra ottica a banda da 2 μm con un coefficiente di accoppiamento di 90:10. Sono inoltre presenti un isolatore dipendente dalla polarizzazione (PDI), due controllori di polarizzazione (PC) e una fibra a mantenimento di polarizzazione (PMF) da 0,41 m. La struttura a specchio ad anello in fibra ottica non lineare sulla destra è ottenuta accoppiando la luce proveniente dall'anello unidirezionale sinistro allo specchio ad anello in fibra ottica non lineare sulla destra tramite un accoppiatore ottico con struttura 2×2 e un coefficiente di 90:10. La struttura a specchio ad anello in fibra ottica non lineare sulla destra comprende una fibra ottica lunga 75 metri (SMF-28e) e un controllore di polarizzazione. Per amplificare l'effetto non lineare, viene utilizzata una fibra ottica monomodale da 75 metri. In questo caso, un accoppiatore a fibra ottica 90:10 viene impiegato per aumentare la differenza di fase non lineare tra la propagazione in senso orario e antiorario. La lunghezza totale di questa struttura a doppia lunghezza d'onda è di 89,5 metri. In questa configurazione sperimentale, la luce di pompaggio attraversa prima un combinatore di fascio per raggiungere il mezzo di guadagno, una fibra ottica drogata con tulio. Dopo la fibra ottica drogata con tulio, un accoppiatore 90:10 è collegato per far circolare il 90% dell'energia all'interno della cavità e inviare il 10% dell'energia all'esterno. Allo stesso tempo, un filtro di Lyot birifrangente, composto da una fibra ottica a mantenimento di polarizzazione situata tra due controllori di polarizzazione e un polarizzatore, svolge la funzione di filtrare le lunghezze d'onda spettrali.
3. Conoscenze pregresse
Attualmente, esistono due metodi di base per aumentare l'energia dell'impulso dei laser pulsati. Un approccio consiste nel ridurre direttamente gli effetti non lineari, incluso l'abbassamento della potenza di picco degli impulsi attraverso vari metodi, come l'utilizzo della gestione della dispersione per impulsi allungati, oscillatori chirp giganti e laser pulsati a divisione di fascio, ecc. Un altro approccio consiste nel cercare nuovi meccanismi in grado di tollerare un maggiore accumulo di fase non lineare, come l'auto-similarità e gli impulsi rettangolari. Il metodo sopra menzionato può amplificare con successo l'energia dell'impulso del laser pulsato.laser pulsatofino a decine di nanojoule. La risonanza solitonica dissipativa (DSR) è un meccanismo di formazione di impulsi rettangolari proposto per la prima volta da N. Akhmediev et al. nel 2008. La caratteristica degli impulsi di risonanza solitonica dissipativa è che, mantenendo costante l'ampiezza, la larghezza dell'impulso e l'energia dell'impulso rettangolare non sdoppiato aumentano monotonicamente con l'aumento della potenza di pompaggio. Questo, in una certa misura, supera la limitazione della teoria del solitone tradizionale sull'energia del singolo impulso. La risonanza solitonica dissipativa può essere ottenuta costruendo assorbimento saturo e assorbimento saturo inverso, come l'effetto di rotazione della polarizzazione non lineare (NPR) e l'effetto specchio ad anello in fibra non lineare (NOLM). La maggior parte dei rapporti sulla generazione di impulsi di risonanza solitonica dissipativa si basa su questi due meccanismi di blocco di modo.
Data di pubblicazione: 9 ottobre 2025