Laser Serat Daya Dhuwur lan Amplifier

Kanggo kakuwasan utamané dhuwur, area inti kudu cukup gedhe, amarga intensitas cahya bakal dhuwur banget, lan alesan liyane iku rasio cladding kanggo wilayah inti ing serat pindho klambi gedhe, asil ing panyerepan pump kurang. Nalika area inti ing urutan sawetara ewu kothak micrometers, iku layak kanggo nggunakake siji-mode serat inti. Nggunakake serat multimode, nalika area mode relatif gedhe, balok output saka kualitas apik bisa dijupuk, lan gelombang cahya utamané mode dhasar. (Excitation saka mode sing luwih dhuwur uga bisa kanggo sawetara ombone dening nduwurke tumpukan serat, kajaba kanggo cilik kopling mode kuwat ing daya dhuwur) Minangka area mode dadi luwih gedhe, kualitas balok ora bisa maneh tetep winates difraksi, nanging dibandhingake. kanggo Kanggo eg laser rod operasi ing kakiyatan daya padha, kualitas Beam asil isih cukup apik.

Ana sawetara opsi kanggo nyuntikake lampu pump daya dhuwur banget. Cara paling gampang yaiku ngompa cladding langsung ing port serat. Cara iki ora mbutuhake komponen serat khusus, nanging lampu pump-daya dhuwur kudu propagate ing udhara, utamané antarmuka air-kaca, kang banget sensitif bledug utawa misalignment. Ing sawetara kasus, luwih becik nggunakake dioda pompa sing digandhengake karo serat, supaya lampu pompa tansah ditularake ing serat. Pilihan liyane yaiku kanggo Feed cahya pump menyang serat pasif (undoped) lan mbungkus serat pasif watara serat doped supaya cahya pump mboko sithik ditransfer menyang serat doped. Ana sawetara cara kanggo nggunakake piranti kombinasi pump khusus kanggo nggabungke sawetara serat pump lan serat sinyal doped bebarengan. Ana cara liyane adhedhasar kumparan serat sisih-pompa (laser disk serat), utawa grooves ing cladding pump supaya cahya pump bisa nyuntikaken. Teknik terakhir ngidini injeksi lampu pompa multi-titik, saéngga nyebarake beban termal.

Gambar 2: Diagram persiyapan amplifier serat ganda nganggo lampu dhuwur kanthi lampu pompa sing mlebu ing port serat liwat ruang kosong. Antarmuka kaca gas kudu didadekake siji lan resik.

Perbandhingan antarane kabeh cara nyuntikake lampu pompa rumit amarga akeh aspek sing melu: efisiensi transfer, mundhut padhang, gampang diproses, operasi fleksibel, refleksi bali, bocor cahya saka inti serat menyang sumber cahya pompa, Tansah pilihan. saka polarisasi etc.
Sanajan pangembangan piranti serat optik kanthi daya dhuwur wis cepet banget, isih ana sawetara watesan sing ngalangi pangembangan luwih lanjut:
Intensitas cahya piranti serat optik kanthi daya dhuwur saya tambah apik. Ambang karusakan material saiki biasane bisa digayuh. Mulane, perlu kanggo nambah area mode (serat area mode gedhe), nanging cara iki duwe watesan nalika kualitas balok dhuwur dibutuhake.
Daya mundhut saben unit dawa wis tekan urutan 100W / m, asil ing efek termal kuwat ing serat. Panggunaan cooling banyu bisa nemen nambah daya. Serat sing luwih dawa kanthi konsentrasi doping sing luwih murah luwih gampang adhem, nanging iki nambah efek nonlinear.
Kanggo ora strictly serat single-mode, ana kahanan kang ora tetep modal nalika daya output luwih saka batesan tartamtu, biasane sawetara atus watt. Ketidakstabilan mode nyebabake penurunan kualitas sinar, yaiku efek kisi termal ing serat (sing oscillate kanthi cepet ing papan).
Nonlinearitas serat mengaruhi akeh aspek. Malah ing persiyapan CW, gain Raman dhuwur banget (malah ing decibel) sing bagean pinunjul saka daya ditransfer menyang gelombang Stokes dawane gelombang maneh, kang ora bisa digedhèkaké. Operasi frekuensi tunggal diwatesi banget dening panyebaran Brillouin sing dirangsang. Mesthi, ana sawetara cara pangukuran sing bisa ngimbangi efek iki nganti sawetara. Pulsa ultrashort sing digawe ing laser sing dikunci mode, modulasi fase mandiri bakal ngasilake efek broadening spektral sing kuat. Kajaba iku, ana masalah liyane kanggo nyuntikake rotasi polarisasi nonlinear.
Amarga watesan ing ndhuwur, piranti serat optik daya dhuwur umume ora dianggep minangka piranti daya skalabel, paling ora ana ing njaba jangkauan daya sing bisa ditindakake. (Apik sadurungé ora ngrambah karo njongko daya siji, nanging karo apik designs serat lan diode pump.) Iki wis jalaran penting nalika mbandhingaké teknologi serat laser kanggo laser disk lancip. Dijelasake kanthi luwih rinci ing entri Kalibrasi Daya Laser.
Sanajan tanpa skala daya nyata, akeh karya sing bisa ditindakake kanggo nambah persiyapan laser daya dhuwur. Ing tangan siji, perlu kanggo nambah desain serat, kayata nggunakake area mode serat gedhe lan panuntun dhumateng single-mode, kang biasane ngrambah nggunakake serat kristal photonic. Akeh komponen serat penting banget, kayata couplers pump khusus, serat tapers kanggo nyambungake serat karo ukuran mode beda lan piranti cooling serat khusus. Sawise watesan daya serat tartamtu wis tekan, balok komposit minangka pilihan liyane, lan persiyapan serat sing cocog ana kanggo ngetrapake teknik iki. Kanggo sistem amplifier pulsa ultrashort, ana akeh pendekatan kanggo ngurangi utawa malah sebagian ngeksploitasi efek nonlinear saka serat optik, kayata broadening spektrum lan kompresi pulsa sakteruse.