ການອອກແບບເສັ້ນທາງແສງຂອງເລເຊີເສັ້ນໃຍໂພລາໄຣສ໌ທີ່ມີເສັ້ນແຄບ

ການອອກແບບເສັ້ນທາງ optical ຂອງເສັ້ນໄຍໂພລາໄຣສ໌ເລເຊີເສັ້ນແຄບ

1. ພາບລວມ

ເລເຊີເສັ້ນໄຍໂພລາໄຣສ໌ 1018 nm ທີ່ມີຄວາມກວ້າງຂອງຄື້ນຄວາມຖີ່ໃນການເຮັດວຽກແມ່ນ 1018 nm, ພະລັງງານຜົນຜະລິດຂອງເລເຊີແມ່ນ 104 W, ຄວາມກວ້າງຂອງສະເປກຕຣຳຂອງ 3 dB ແລະ 20 dB ແມ່ນ ~21 GHz ແລະ ~72 GHz ຕາມລຳດັບ, ອັດຕາສ່ວນການສູນເສຍໂພລາໄຣເຊຊັນແມ່ນ >17.5 dB, ແລະຄຸນນະພາບຂອງລຳແສງແມ່ນສູງ (2 x M – 1.62 ແລະ 2 y M) Aລະບົບເລເຊີດ້ວຍປະສິດທິພາບຄວາມຊັນ 79% (~1.63).

2. ລາຍລະອຽດເສັ້ນທາງແສງ

ໃນເລເຊີເສັ້ນໃຍໂພລາໄຣສ໌ເສັ້ນແຄບ, ຕົວສັ່ນເລເຊີເສັ້ນໄຍທີ່ມີຂົ້ວເສັ້ນຊື່ປະກອບດ້ວຍຕາຂ່າຍເສັ້ນໄຍທີ່ຮັກສາຂົ້ວຄູ່ໜຶ່ງ ແລະ ເສັ້ນໄຍທີ່ຮັກສາຂົ້ວສອງຊັ້ນທີ່ມີໂດບ ytterbium ຂະໜາດ 10/125 μm ຍາວ 1.5 ແມັດ ເປັນຕົວກາງຮັບແສງ. ຄ່າສຳປະສິດການດູດຊຶມຂອງເສັ້ນໄຍແສງນີ້ທີ່ 976 nm ແມ່ນ 5 dB/m. ຕົວສັ່ນເລເຊີຖືກສູບໂດຍຕົວສັ່ນທີ່ມີຄວາມຍາວຄື້ນ 976 nm ທີ່ຖືກລັອກໄວ້ເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳດ້ວຍພະລັງງານສູງສຸດ 27 W ຜ່ານຕົວປະສົມລຳແສງທີ່ຮັກສາຂົ້ວ (1+1)×1. ຕາຂ່າຍສະທ້ອນແສງສູງມີການສະທ້ອນແສງຫຼາຍກວ່າ 99%, ແລະແບນວິດການສະທ້ອນແສງ 3 dB ແມ່ນປະມານ 0.22 nm. ການສະທ້ອນແສງຕ່ຳຂອງຕາຂ່າຍແມ່ນ 40%, ແລະແບນວິດການສະທ້ອນແສງ 3 dB ແມ່ນປະມານ 0.216 nm. ຄວາມຍາວຄື້ນສະທ້ອນກາງຂອງຕາຂ່າຍທັງສອງແມ່ນຢູ່ທີ່ 1018 nm. ເພື່ອດຸ່ນດ່ຽງພະລັງງານຜົນຜະລິດຂອງຕົວສະທ້ອນແສງເລເຊີ ແລະ ອັດຕາສ່ວນການສະກັດກັ້ນ ASE, ການສະທ້ອນແສງຕ່ຳຂອງຕາຂ່າຍໄດ້ຖືກປັບປຸງໃຫ້ດີທີ່ສຸດເຖິງ 40%. ເສັ້ນໄຍຫາງຂອງຕາຂ່າຍສະທ້ອນແສງສູງຖືກລວມເຂົ້າກັບເສັ້ນໄຍເພີ່ມ, ໃນຂະນະທີ່ເສັ້ນໄຍຫາງຂອງຕາຂ່າຍສະທ້ອນແສງຕ່ຳຖືກໝຸນ 90° ແລະ ລວມເຂົ້າກັບເສັ້ນໄຍຫາງຂອງຕົວກອງ cladding. ດັ່ງນັ້ນ, ຕຳແໜ່ງສູງສຸດຂອງຄວາມຍາວຄື້ນສະທ້ອນແກນໄວຂອງຕາຂ່າຍສະທ້ອນແສງສູງກົງກັບຄວາມຍາວຄື້ນສະທ້ອນແກນຊ້າຂອງຕາຂ່າຍສະທ້ອນແສງຕ່ຳ. ດ້ວຍວິທີນີ້, ມີພຽງເລເຊີໂພລາໄຣສ໌ພຽງອັນດຽວເທົ່ານັ້ນທີ່ສາມາດສັ່ນສະເທືອນໄດ້ໃນຊ່ອງສະທ້ອນແສງ. ແສງປັ໊ມທີ່ເຫຼືອຢູ່ໃນຊັ້ນວາງເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງຈະຖືກກັ່ນຕອງອອກໂດຍຕົວກອງຊັ້ນວາງທີ່ເຮັດດ້ວຍຕົນເອງທີ່ລວມເຂົ້າກັບຊ່ອງສະທ້ອນແສງ, ແລະຫາງໝູທີ່ສົ່ງອອກມາຈະຖືກຍົກໃຫ້ອຽງ 8° ເພື່ອປ້ອງກັນການສະທ້ອນກັບຂອງໜ້າສຸດທ້າຍ ແລະ ການສັ່ນສະເທືອນຂອງປາສິດ.

3. ຄວາມຮູ້ພື້ນຖານ

ກົນໄກການສ້າງເລເຊີເສັ້ນໃຍທີ່ມີຂົ້ວເປັນເສັ້ນຊື່: ເນື່ອງຈາກຄວາມຕຶງຄຽດສອງເທົ່າ, ເສັ້ນໃຍທີ່ຮັກສາໂພລາໄຣເຊຊັນຮູບໝາກແພມີສອງແກນໂພລາໄຣເຊຊັນແບບມຸມສາກ, ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າແກນໄວ ແລະ ແກນຊ້າ. ໂດຍທົ່ວໄປ, ເນື່ອງຈາກດັດຊະນີການຫັກເຫຂອງແກນຊ້າແມ່ນໃຫຍ່ກວ່າແກນໄວ, ຕາຂ່າຍທີ່ຂຽນຢູ່ເທິງເສັ້ນໃຍທີ່ຮັກສາໂພລາໄຣເຊຊັນຈຶ່ງມີສອງຄວາມຍາວຄື້ນກາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ຊ່ອງສະທ້ອນຂອງເລເຊີເສັ້ນໃຍທີ່ມີຂົ້ວເປັນເສັ້ນຊື່ມັກຈະປະກອບດ້ວຍຕາຂ່າຍທີ່ຮັກສາໂພລາໄຣເຊຊັນສອງອັນ. ຄວາມຍາວຄື້ນຂອງຕາຂ່າຍສະທ້ອນຕ່ຳ ແລະ ຕາຂ່າຍສະທ້ອນສູງຢູ່ເທິງແກນໄວ ແລະ ແກນຊ້າຈະສອດຄ້ອງກັນຕາມລຳດັບ. ເມື່ອແບນວິດການສະທ້ອນຂອງຕາຂ່າຍຮັກສາໂພລາໄຣເຊຊັນແຄບພຽງພໍ, ສະເປກຕຣຳການສົ່ງສັນຍານໃນແກນໄວ ແລະ ທິດທາງແກນຊ້າສາມາດແຍກອອກຈາກກັນໄດ້, ແລະ ຄວາມຍາວຄື້ນທັງສອງສາມາດສັ່ນສະເທືອນພາຍໃນຊ່ອງສະທ້ອນ. ອີງຕາມຫຼັກການການສັ່ນສະເທືອນຄວາມຍາວຄື້ນຄູ່ຂອງຕາຂ່າຍຮັກສາໂພລາໄຣເຊຊັນ, ໃນການທົດລອງ, ວິທີການເຊື່ອມຂະໜານສາມາດຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອບັນລຸເປົ້າໝາຍດັ່ງກ່າວໄດ້. ໃນລະຫວ່າງການເຊື່ອມ, ແກນຮັກສາໂພລາໄລເຊຊັນຂອງຕາຂ່າຍສອງອັນຈະຖືກຈັດລຽນກັນ. ດ້ວຍວິທີນີ້, ຈຸດສູງສຸດສອງຈຸດຂອງຕາຂ່າຍທີ່ມີການສະທ້ອນສູງຈະສອດຄ່ອງກັບຈຸດສູງສຸດຂອງຕາຂ່າຍທີ່ມີການສະທ້ອນຕ່ຳ, ແລະດັ່ງນັ້ນຜົນຜະລິດເລເຊີຄວາມຍາວຄື່ນຄູ່ຈຶ່ງສາມາດຮັບຮູ້ໄດ້.

ໃນລະບົບການຮັກສາໂພລາໄຣເຊຊັນເລເຊີຕົວຈິງ, ຄວາມອຽງເສັ້ນຊື່ເປັນຕົວຊີ້ວັດທີ່ສຳຄັນສຳລັບການປະເມີນຄຸນລັກສະນະຜົນຜະລິດຂອງເລເຊີທີ່ມີໂພລາໄຣເຊຊັນເສັ້ນຊື່. ໂດຍທົ່ວໄປ, ໄລຍະເວລາຂອງຕາຂ່າຍການສະທ້ອນສູງແມ່ນຫຼາຍກວ່າຕາຂ່າຍການສະທ້ອນຕ່ຳ. ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ເລເຊີທີ່ມີໂພລາໄຣເຊຊັນເສັ້ນຊື່ທີ່ມີຄ່າ PER ສູງ, ພຽງແຕ່ຈຸດສູງສຸດຂອງໂພລາໄຣເຊຊັນດຽວເທົ່ານັ້ນທີ່ຕ້ອງການສັ່ນສະເທືອນ. ເມື່ອແກນໄວຂອງຕາຂ່າຍການສະທ້ອນຕ່ຳຢູ່ຕາມແກນຊ້າຂອງຕາຂ່າຍການສະທ້ອນສູງ, ຄວາມຍາວຄື້ນກາງໃນທິດທາງແກນໄວຂອງຕາຂ່າຍການສະທ້ອນຕ່ຳສອດຄ່ອງກັບຄວາມຍາວຄື້ນໃນທິດທາງແກນຊ້າຂອງຕາຂ່າຍການສະທ້ອນສູງ, ໃນຂະນະທີ່ຈຸດສູງສຸດຂອງການສົ່ງສັນຍານໃນທິດທາງແກນຊ້າຂອງຕາຂ່າຍການສະທ້ອນຕ່ຳບໍ່ກົງກັບຈຸດສູງສຸດຂອງການສົ່ງສັນຍານໃນທິດທາງແກນໄວຂອງຕາຂ່າຍການສະທ້ອນສູງ. ດ້ວຍວິທີນີ້, ຈຸດສູງສຸດຂອງການສົ່ງສັນຍານໜຶ່ງສາມາດຖືກສັ່ນສະເທືອນໄດ້. ໃນລັກສະນະດຽວກັນ, ເມື່ອແກນຊ້າຂອງຕາຂ່າຍທີ່ມີການສະທ້ອນແສງຕ່ຳຢູ່ຕາມແກນໄວຂອງຕາຂ່າຍທີ່ມີການສະທ້ອນແສງສູງ, ຄວາມຍາວຄື້ນກາງຂອງແກນຊ້າຂອງຕາຂ່າຍທີ່ມີການສະທ້ອນແສງຕ່ຳສອດຄ່ອງກັບແກນໄວຂອງຕາຂ່າຍທີ່ມີການສະທ້ອນແສງສູງ, ໃນຂະນະທີ່ຈຸດສູງສຸດຂອງການສົ່ງສັນຍານຂອງແກນໄວຂອງຕາຂ່າຍທີ່ມີການສະທ້ອນແສງຕ່ຳບໍ່ສອດຄ່ອງກັບແກນຊ້າຂອງຕາຂ່າຍທີ່ມີການສະທ້ອນແສງສູງ. ດ້ວຍວິທີນີ້, ຈຸດສູງສຸດຂອງການສົ່ງສັນຍານໜຶ່ງຍັງສາມາດສັ່ນສະເທືອນໄດ້. ທັງສອງວິທີຂ້າງເທິງນີ້ສາມາດບັນລຸຜົນຜະລິດເລເຊີທີ່ມີຂົ້ວເສັ້ນຊື່. ອີງຕາມຫຼັກການການສັ່ນສະເທືອນຂອງເລເຊີທີ່ມີຂົ້ວເສັ້ນຊື່ທີ່ມີຄວາມຍາວຄື້ນດຽວຂອງຕາຂ່າຍທີ່ຮັກສາຂົ້ວ, ໃນການທົດລອງ, ວິທີການຕໍ່ເຊື່ອມແບບມຸມສາກສາມາດຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອບັນລຸເປົ້າໝາຍດັ່ງກ່າວໄດ້. ເມື່ອມຸມຕໍ່ຂອງແກນຮັກສາໂພລາໄລເຊຊັນຂອງຕາຂ່າຍສະທ້ອນສູງ ແລະ ຕາຂ່າຍສະທ້ອນຕ່ຳແມ່ນ 90°, ຈຸດສູງສຸດຂອງການສົ່ງສັນຍານໃນທິດທາງແກນຊ້າຂອງຕາຂ່າຍສະທ້ອນສູງສອດຄ່ອງກັບຈຸດສູງສຸດຂອງການສົ່ງສັນຍານໃນທິດທາງແກນໄວຂອງຕາຂ່າຍສະທ້ອນຕ່ຳ, ແລະ ດັ່ງນັ້ນຜົນຜະລິດຂອງເລເຊີເສັ້ນໄຍໂພລາໄລເຊຊັນເສັ້ນຊື່ທີ່ມີຄວາມຍາວຄື່ນດຽວຈຶ່ງສາມາດຮັບຮູ້ໄດ້.