직사각형 펄스 레이저의 광 경로 설계

직사각형의 광 경로 설계펄스 레이저

광 경로 설계 개요

비선형 광섬유 링 미러 구조를 기반으로 하는 수동 모드 잠금 이중 파장 소산 솔리톤 공진 툴륨 도핑 광섬유 레이저.

2. 광 경로 설명

이중 파장 소산 솔리톤 공명 툴륨 도핑파이버 레이저"8"자 모양의 공동 구조 설계를 채택합니다(그림 1).

왼쪽 부분은 주 단방향 루프이고, 오른쪽 부분은 비선형 광섬유 루프 미러 구조입니다. 왼쪽 단방향 루프는 번들 스플리터, 2.7m 툴륨 도핑 광섬유(SM-TDF-10P130-HE), 결합 계수가 90:10인 2μm 대역 광섬유 커플러, 편광 의존형 아이솔레이터(PDI) 1개, 편광 제어기(PC) 2개, 0.41m 편광 유지 광섬유(PMF)로 구성됩니다. 오른쪽의 비선형 광섬유 링 미러 구조는 왼쪽 단방향 루프에서 나온 빛을 결합 계수가 90:10인 2×2 구조의 광 커플러를 통해 오른쪽의 비선형 광섬유 링 미러로 결합함으로써 구현됩니다. 오른쪽의 비선형 광섬유 링 미러 구조는 75m 길이의 광섬유(SMF-28e)와 편광 제어기를 포함합니다. 75미터 길이의 단일 모드 광섬유를 사용하여 비선형 효과를 증폭시켰습니다. 시계 방향과 반시계 방향 전파 사이의 비선형 위상차를 증가시키기 위해 90:10 광섬유 커플러를 사용했습니다. 이 이중 파장 구조의 총 길이는 89.5미터입니다. 이 실험 장치에서 펌프광은 먼저 빔 결합기를 통과하여 이득 매질인 툴륨 도핑 광섬유에 도달합니다. 툴륨 도핑 광섬유를 통과한 후, 90:10 커플러가 연결되어 에너지의 90%는 공진기 내에서 순환시키고 10%는 공진기 밖으로 내보냅니다. 동시에, 두 개의 편광 제어기 사이에 위치한 편광 유지 광섬유와 편광판으로 구성된 복굴절 Lyot 필터는 스펙트럼 파장을 필터링하는 역할을 합니다.

3. 배경 지식

현재 펄스 레이저의 펄스 에너지를 증가시키는 기본적인 방법은 두 가지입니다. 첫 번째는 비선형 효과를 직접적으로 줄이는 것으로, 여기에는 분산 관리, 거대 처프 발진기, 빔 분할 펄스 레이저 등 다양한 방법을 통해 펄스의 피크 전력을 낮추는 것이 포함됩니다. 두 번째는 자기 유사성 및 직사각형 펄스와 같이 비선형 위상 축적을 더 잘 견딜 수 있는 새로운 메커니즘을 찾는 것입니다. 위에서 언급한 방법은 펄스 레이저의 펄스 에너지를 성공적으로 증폭시킬 수 있습니다.펄스 레이저수십 나노줄에 이르는 에너지. 소산 솔리톤 공명(Dissipative soliton resonance, DSR)은 2008년 N. Akhmediev 등이 처음 제안한 직사각형 펄스 생성 메커니즘입니다. 소산 솔리톤 공명 펄스의 특징은 진폭을 일정하게 유지하면서 파동 분할이 없는 직사각형 펄스의 펄스 폭과 에너지가 펌프 전력 증가에 따라 단조롭게 증가한다는 것입니다. 이는 기존 솔리톤 이론의 단일 펄스 에너지 한계를 어느 정도 극복합니다. 소산 솔리톤 공명은 비선형 편광 회전 효과(NPR) 및 비선형 광섬유 링 미러 효과(NOLM)와 같은 포화 흡수 및 역포화 흡수 구조를 통해 구현할 수 있습니다. 소산 솔리톤 공명 펄스 생성에 관한 대부분의 연구는 이러한 두 가지 모드 잠금 메커니즘을 기반으로 합니다.