Profesjonalna wiedza

Wieloprzebiegowy wzmacniacz światłowodowy

2023-05-23
Definicja: Wzmacniacz z wieloma kanałami w medium wzmacniającym.
Medium wzmacniające wzmacniacza optycznego może osiągnąć tylko ograniczone wzmocnienie. Jedno podejście pozwala uzyskać większe wzmocnienie poprzez geometryczne ustawienie światła w taki sposób, aby przechodziło ono przez wiele kanałów podczas przechodzenia przez wzmacniacz, znany jako wzmacniacz wieloprzebiegowy. Najprostszy to wzmacniacz dwuprzebiegowy, w którym wiązka przechodzi przez kryształ dwukrotnie, zwykle z dokładnie lub prawie przeciwnymi kierunkami propagacji.

Wiele wzmacniaczy wieloprzebiegowych wykorzystuje kryształy laserowe, które są albo pompowane z końca, albo z boku, a następnie zawierają pewną liczbę zwierciadeł laserowych, aby wiązka wielokrotnie przechodziła przez kryształ. Ponieważ wiązki różnych kanałów muszą być bardzo rozdzielone, mają one różne kierunki kątowe, chociaż w zasadzie ich kierunki propagacji mogą być równoległe przy użyciu określonego przesunięcia przestrzennego. Jeśli kryształ jest stosunkowo cienki, różne wiązki będą się mocno nakładać wewnątrz kryształu, a przypadkiem granicznym są lasery cienkodyskowe.


Rysunek 1: Schemat konfiguracji wzmacniacza wieloprzebiegowego.

Kiedy światło różnych kanałów silnie zachodzi na siebie w krysztale, całkowite wzmocnienie jest w przybliżeniu równe iloczynowi liczby kanałów i wzmocnienia pojedynczego kanału. Ponadto zmniejszy się również efektywna energia nasycenia. W przypadku niewielkiego ogólnego wzmocnienia będzie ono zmniejszać się wraz ze zmniejszaniem się kanału.
Podczas konfigurowania wzmacniaczy z wieloma kanałami kierunki wiązek zwykle nie leżą w tej samej płaszczyźnie. Projektowanie i aranżacja takich wzmacniaczy może być bardzo złożonym zagadnieniem.
Oprócz wzmocnienia wiązka sygnału doświadcza również innych efektów, takich jak soczewkowanie termiczne lub efekty nieliniowe w krysztale. W szczególności soczewkowanie termiczne może znacznie wpłynąć na kształt wiązki bocznej; sterowanie wzmocnieniem może również mieć ten efekt. Temu efektowi (naturalnej rozbieżności wiązki) można przeciwdziałać, stosując optykę skupiającą (zwykle zakrzywione zwierciadła laserowe). Soczewki termiczne mogą również odchylać wiązki światła, jeśli nie przemieszczają się one wzdłuż środka soczewki termicznej. Optymalny układ zależy od mocy pompy i mocy lampki sygnalizacyjnej.
Wzmacniacze z dodatnim sprzężeniem zwrotnym są uważane za specjalny rodzaj wzmacniacza wieloprzebiegowego. Tutaj zamiast uzyskiwania wielu kanałów poprzez ustawienie geometrycznej ścieżki wiązki stosuje się przełączniki optyczne. Dotyczy to impulsów ultrakrótkich, gdzie długość impulsu jest znacznie mniejsza niż czas przejścia w obie strony. Możesz więc wstrzyknąć impuls, pozwolić mu powtarzać się wiele razy, a następnie go wyprowadzić. Jest to bardzo wygodne dla uzyskania bardzo wysokiego ogólnego wzmocnienia, znacznie bardziej wykonalne niż wzmacniacze wieloprzebiegowe z konfiguracjami geometrycznymi.

We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept