RU214903U1 - Импульсный волоконный лазер - Google Patents
Импульсный волоконный лазер Download PDFInfo
- Publication number
- RU214903U1 RU214903U1 RU2022121314U RU2022121314U RU214903U1 RU 214903 U1 RU214903 U1 RU 214903U1 RU 2022121314 U RU2022121314 U RU 2022121314U RU 2022121314 U RU2022121314 U RU 2022121314U RU 214903 U1 RU214903 U1 RU 214903U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- laser
- cladding
- diameter
- core
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003595 spectral Effects 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- SFLXJANCKBAIPG-UHFFFAOYSA-N [Li+].[Li+].[Li+].[Li+].[Li+].[Li+].[Li+].[Li+].[Li+].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[Li+].[Li+].[Li+].[Li+].[Li+].[Li+].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] SFLXJANCKBAIPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 241000931365 Ampelodesmos mauritanicus Species 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к лазерной технике, в частности к волоконным лазерам с удвоением частоты, излучающим в видимой области спектра.
Импульсный волоконный лазер состоит из задающего лазера, оптического предусилителя, источника накачки, волоконного усилителя, полуволновой пластины, фокусирующего и коллимирующего оптических устройств, нелинейного кристалла, дихроичного зеркала. Волоконный усилитель выполнен в виде волоконного ИК-лазера на основе легированного иттербием активного волокна с двойной оболочкой с сохранением поляризации. Активное волокно выполнено с переменным диаметром сердцевины и оболочки так, что часть активного волокна, примыкающая к месту ввода излучения в волоконный усилитель, имеет гиперболически расширяющиеся сердцевину и оболочку, а следующая за ней часть имеет линейно расширяющиеся сердцевину и оболочку. Соотношение длин частей с гиперболически и линейно возрастающим диаметром составляет 1:4. Соотношение диаметра оболочки к диаметру сердцевины активного волокна остается постоянным.
Техническая задача заключается в повышении КПД в широком диапазоне выходных мощностей.
Технический результат заключается в повышении коэффициента преобразования ИК-лазерного излучения во вторую гармонику.
Description
Полезная модель относится к лазерной технике, в частности к волоконным лазерам с удвоением частоты, излучающим в видимой области спектра.
Из уровня техники известен импульсный волоконный лазер, включающий импульсный задающий лазер, предусилитель, два каскада усиления, коллимирующее и фокусирующее оптические устройства, полуволновую пластину, нелинейный кристалл, удваивающий частоту входного ИК-лазерного излучения, дихроичное зеркало [US8873134B2, МПК H01S3/067, H01S3/091, опубл. 28.10.2014; WO2013138364A, МПК H01S3/067, опубл. 19.09.2013]. Первый волоконный усилитель выполнен на основе активного оптического волокна с переменным диаметром сердцевины и оболочки, а второй усилитель выполнен в виде твердотельного усилителя с диодной накачкой. Такой лазер излучает в зеленом спектральном диапазоне. Авторы изобретения не уточняют реализацию профиля конической области активного волокна. Наличие двух каскадов усиления приводит к уширению спектральной линии.
Известен волоконный импульсный лазер на основе активных волокон с переменным диаметром сердцевины и оболочки [дисс. на соискание ученой степени к.т.н. «Разработка и исследование высокомощных волоконных импульсных лазеров на основе активных волокон с двойной оболочкой и с переменным диаметром сердцевины», Петров А.Б., Санкт-Петербург, 2021]. Такой импульсный лазер включает задающий лазер с распределенной обратной связью, работающий в режиме модуляции усиления, предусилитель, волоконный усилитель на основе активного волокна, легированного иттербием, с двойной оболочкой и переменным диаметром сердцевины, кристалл трибората лития, удваивающий частоту входного ИК-лазерного излучения, полуволновую пластину, фокусирующее и коллимирующее оптические устройства. Такой лазер излучает в зеленом спектральном диапазоне. В данном источнике известности не уточняется конкретная реализация профиля конической области активного волокна.
Техническая задача заключается в повышении КПД в широком диапазоне выходных мощностей.
Технический результат заключается в повышении коэффициента преобразования ИК-лазерного излучения во вторую гармонику.
Технический результат достигается тем, что импульсный волоконный лазер состоит из задающего лазера, оптического предусилителя, источника накачки, волоконного усилителя на основе активного волокна с переменным диаметром сердцевины и оболочки, полуволновой пластины, фокусирующего и коллимирующего оптических устройств, нелинейного кристалла, дихроичного зеркала, согласно полезной модели часть активного волокна, примыкающая к месту ввода излучения в волоконный усилитель, имеет гиперболически расширяющиеся сердцевину и оболочку, а следующая за ней часть имеет линейно расширяющиеся сердцевину и оболочку, причем соотношение длин частей с гиперболически и линейно возрастающим диаметром составляет 1:4.
На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого волоконного лазера.
Предлагаемый лазер состоит из корпуса, в котором размещены задающий блок, блок усиления и блок генерации второй гармоники.
Задающий блок включает задающий лазер 1, оптически связанный с оптическим предусилителем 2, выполненным на основе оптоволокна, легированного иттербием. В качестве задающего лазера 1 использован полупроводниковый лазер с распределенной обратной связью, излучающий в ИК-диапазоне, в режиме модуляции усиления.
Блок усиления включает волоконный усилитель 3 и источник накачки 4 для него.
Волоконный усилитель выполнен в виде волоконного ИК-лазера на основе легированного иттербием активного волокна с двойной оболочкой с сохранением поляризации. Активное волокно выполнено с переменным диаметром сердцевины и оболочки так, что часть активного волокна, примыкающая к месту ввода излучения в волоконный усилитель, имеет гиперболически расширяющиеся сердцевину и оболочку, а следующая за ней часть имеет линейно расширяющиеся сердцевину и оболочку. При этом соотношение длин частей с гиперболически и линейно возрастающим диаметром составляет 1:4. Соотношение диаметра оболочки к диаметру сердцевины активного волокна остается постоянным.
В качестве источника накачки 4 использован полупроводниковый лазерный диод. Для контроля температуры источника накачки 4 и волоконного усилителя 3 использована система водяного охлаждения. Оптический предусилитель 2 соединен с волоконным усилителем 3 посредством оптического волокна с сохранением поляризации.
Блок генерирования второй гармоники включает последовательно расположенные полуволновую пластину 5, фокусирующую линзу 6, нелинейный кристалл 7, коллимирующую линзу 8, дихроичное зеркало 9. В качестве нелинейного кристалла 7 использован кристалл трибората лития с некритическим синхронизмом первого типа. Нелинейный кристалл требует поддержания температуры на уровне примерно 150°С, для этого он помещен в печь, снабженную системой обратной связи на основе термистора.
Предложенный волоконный лазер работает следующим образом. Импульсное линейно-поляризованное ИК-излучение от задающего лазера 1 по оптическому волокну с сохранением поляризации через оптический предусилитель 2 вводится в волоконный усилитель 3. Излучение источника накачки 4 вводится в усилитель 3 под углом 90° через мультиплексор на основе микрооптики.
Усиленный в волоконном усилителе 3 и предусилителе 2 сигнал по атмосферному каналу передается через полуволновую пластину 5 и фокусируется при помощи фокусирующей линзы 6 в нелинейный кристалл 7, где ИК-излучение преобразуется в зеленое. Затем преобразованное излучение коллимируется с помощью коллимирующей линзы 8. Зеленое излучение отделяется от ИК-излучения при помощи дихроичного зеркала 9.
Поскольку диаметр оболочки и сердцевины активного конического волокна сначала увеличивается гиперболически, а затем возрастает линейно, порог фазовой самомодуляции повышается, за счет чего спектральная линия остается узкой вплоть до больших пиковых значений мощности. Благодаря этому эффективность генерации второй гармоники для импульсов, получаемых с использованием задающего лазера, повышается.
Таким образом, незначительное уширение спектральной линии излучения предлагаемого волоконного лазера в широком диапазоне выходных мощностей позволяет обеспечить высокий коэффициент преобразования ИК-лазерного излучения во вторую гармонику, а значит и высокий КПД в широком диапазоне выходных мощностей.
Claims (1)
- Импульсный волоконный лазер, состоящий из задающего лазера, оптического предусилителя, источника накачки, волоконного усилителя на основе активного волокна с переменным диаметром сердцевины и оболочки, полуволновой пластины, фокусирующего и коллимирующего оптических устройств, нелинейного кристалла, дихроичного зеркала, отличающийся тем, что часть активного волокна, примыкающая к месту ввода излучения в волоконный усилитель, имеет гиперболически расширяющиеся сердцевину и оболочку, а следующая за ней часть имеет линейно расширяющиеся сердцевину и оболочку, причем соотношение длин частей с гиперболически и линейно возрастающим диаметром составляет 1:4.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU214903U1 true RU214903U1 (ru) | 2022-11-21 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU120285U1 (ru) * | 2012-03-01 | 2012-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный университет" | Оптоволоконная система для усиления пикосекундных лазерных импульсов |
| WO2013102033A1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | Nlight Photonics Corporation | Active tapers with reduced nonlinearity |
| US8873134B2 (en) * | 2008-08-21 | 2014-10-28 | Nlight Photonics Corporation | Hybrid laser amplifier system including active taper |
| RU163141U1 (ru) * | 2015-11-18 | 2016-07-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный университет" | Лазерный генератор импульсов широкого спектра |
| RU2717254C1 (ru) * | 2019-04-08 | 2020-03-19 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" | Волоконный лазер для накачки активных элементов |
| RU2748867C1 (ru) * | 2020-08-13 | 2021-06-01 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" | Волоконный лазер для аддитивных технологий |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8873134B2 (en) * | 2008-08-21 | 2014-10-28 | Nlight Photonics Corporation | Hybrid laser amplifier system including active taper |
| WO2013102033A1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | Nlight Photonics Corporation | Active tapers with reduced nonlinearity |
| RU120285U1 (ru) * | 2012-03-01 | 2012-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный университет" | Оптоволоконная система для усиления пикосекундных лазерных импульсов |
| RU163141U1 (ru) * | 2015-11-18 | 2016-07-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный университет" | Лазерный генератор импульсов широкого спектра |
| RU2717254C1 (ru) * | 2019-04-08 | 2020-03-19 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" | Волоконный лазер для накачки активных элементов |
| RU2748867C1 (ru) * | 2020-08-13 | 2021-06-01 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" | Волоконный лазер для аддитивных технологий |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN209766848U (zh) | 基于全保偏光纤系统的780nm飞秒激光器 | |
| CN103022869B (zh) | 一种被动锁模导引增益调制的双波长脉冲光纤激光器 | |
| ATE535971T1 (de) | Laseranordnung zur wellenlängenumsetzung | |
| CN111541140A (zh) | 一种基于亮度级联泵浦的Yb:YAG超短脉冲激光放大器 | |
| RU214903U1 (ru) | Импульсный волоконный лазер | |
| CN105337146A (zh) | 一种高峰值功率脉冲掺铥激光器 | |
| CN201243158Y (zh) | 中红外掺铥光纤激光放大器 | |
| CN217281617U (zh) | 一种脉宽可调光纤激光器 | |
| US8928971B2 (en) | High-power optical fibre laser | |
| CN112736638B (zh) | 全光纤窄线宽纳秒可调谐绿光激光器 | |
| CN109149345A (zh) | 一种利用激光差频技术产生波长不小于3.8微米的中波红外激光输出的系统 | |
| CN118040442B (zh) | 一种提高脉冲能量的光纤激光放大系统和方法 | |
| CN116646809A (zh) | 基于掺镱光纤激光器倍频产生绿色混沌激光的装置和方法 | |
| Creeden et al. | High power pulse amplification in Tm-doped fiber | |
| CN204258033U (zh) | 465nm与1064nm与1500nm三波长激光器 | |
| CN204333590U (zh) | 一种医用465nm与1064nm双波长光纤激光器 | |
| CN204333589U (zh) | 一种医用四波长光纤输出激光器 | |
| CN204258034U (zh) | 医用465nm与1500nm双波长光纤输出激光器 | |
| CN204333592U (zh) | 一种医用三波长光纤输出激光器 | |
| CN204333591U (zh) | 一种医用三波长光纤输出激光器 | |
| CN105375259A (zh) | 一种激光雷达用10945nm、660nm、1064nm、1500nm四波长光纤输出激光器 | |
| CN204103241U (zh) | 一种医用465nm波长光纤输出激光器 | |
| 杜松涛 et al. | All-fiber, high-average-power core-diameter nanosecond laser based on adjustment | |
| CN106877157A (zh) | 一种物联网用2710nm、1500nm双波长光纤输出激光器 | |
| CN105552705A (zh) | 一种风速仪用589nm、660nm、1064nm、1319nm四波长光纤输出激光器 |