ಆಲ್-ಫೈಬರ್ MOPA ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೈ-ಪವರ್ ಪಲ್ಸ್ಡ್ ಲೇಸರ್

ಹೈ-ಪವರ್ ಪಲ್ಸ್ಡ್ ಲೇಸರ್ಸಂಪೂರ್ಣ ಫೈಬರ್ MOPA ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ

ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಪ್ರಮುಖ ರಚನಾತ್ಮಕ ಪ್ರಕಾರಗಳಲ್ಲಿ ಸಿಂಗಲ್ ರೆಸೋನೇಟರ್, ಬೀಮ್ ಸಂಯೋಜನೆ ಮತ್ತು ಮಾಸ್ಟರ್ ಆಸಿಲೇಟಿಂಗ್ ಪವರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್ (MOPA) ರಚನೆಗಳು ಸೇರಿವೆ. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಿಂದಾಗಿ MOPA ರಚನೆಯು ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಂಶೋಧನಾ ತಾಣಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ.ಪಲ್ಸ್ಡ್ ಲೇಸರ್ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಪಲ್ಸ್ ಅಗಲ ಮತ್ತು ಪುನರಾವರ್ತನೆ ಆವರ್ತನದೊಂದಿಗೆ ಔಟ್‌ಪುಟ್ (ಪಲ್ಸ್ ಅಗಲ ಮತ್ತು ಪುನರಾವರ್ತನೆ ಆವರ್ತನ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ).

MOPA ಲೇಸರ್‌ನ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಣಾ ತತ್ವ ಹೀಗಿದೆ: ಮುಖ್ಯ ಆಂದೋಲಕ (MO) ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಬೀಜ ಮೂಲವಾಗಿದೆ.ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್ಇದು ನೇರ ಪಲ್ಸ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಮೂಲಕ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮಾಡಬಹುದಾದ ನಿಯತಾಂಕಗಳೊಂದಿಗೆ ಬೀಜ ಸಿಗ್ನಲ್ ಬೆಳಕನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಫೀಲ್ಡ್ ಪ್ರೋಗ್ರಾಮೆಬಲ್ ಗೇಟ್ ಅರೇ (FPGA) ಮುಖ್ಯ ನಿಯಂತ್ರಣವು ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮಾಡಬಹುದಾದ ನಿಯತಾಂಕಗಳೊಂದಿಗೆ ಪಲ್ಸ್ ಕರೆಂಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ಡ್ರೈವ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬೀಜ ಮೂಲವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಮತ್ತು ಬೀಜ ಬೆಳಕಿನ ಆರಂಭಿಕ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಅನ್ನು ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. FPGA ಮುಖ್ಯ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮಂಡಳಿಯಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಣ ಸೂಚನೆಗಳನ್ನು ಪಡೆದ ನಂತರ, ಪಂಪ್ ಸೋರ್ಸ್ ಡ್ರೈವ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಪಂಪ್ ಬೆಳಕನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಪಂಪ್ ಮೂಲವನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. ಬೀಜ ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ಪಂಪ್ ಬೆಳಕನ್ನು ಬೀಮ್ ಸ್ಪ್ಲಿಟರ್‌ನಿಂದ ಜೋಡಿಸಿದ ನಂತರ, ಅವುಗಳನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಎರಡು-ಹಂತದ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಿಕೇಶನ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ನಲ್ಲಿ Yb3+ -ಡೋಪ್ಡ್ ಡಬಲ್-ಕ್ಲಾಡ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ (YDDCF) ಗೆ ಇಂಜೆಕ್ಟ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, Yb3+ ಅಯಾನುಗಳು ಪಂಪ್ ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಜನಸಂಖ್ಯಾ ವಿಲೋಮ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ತರುವಾಯ, ಪ್ರಯಾಣ ತರಂಗ ವರ್ಧನೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಚೋದಿತ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ತತ್ವಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಬೀಜ ಸಿಗ್ನಲ್ ಬೆಳಕು ಎರಡು-ಹಂತದ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಿಕೇಶನ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಲಾಭವನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ, ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.ನ್ಯಾನೊಸೆಕೆಂಡ್ ಪಲ್ಸ್ಡ್ ಲೇಸರ್. ಗರಿಷ್ಠ ಶಕ್ತಿಯ ಹೆಚ್ಚಳದಿಂದಾಗಿ, ವರ್ಧಿತ ಪಲ್ಸ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಗೇನ್ ಕ್ಲ್ಯಾಂಪಿಂಗ್ ಪರಿಣಾಮದಿಂದಾಗಿ ಪಲ್ಸ್ ಅಗಲ ಸಂಕೋಚನವನ್ನು ಅನುಭವಿಸಬಹುದು. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ, ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ ಅನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಮತ್ತು ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಬಹು-ಹಂತದ ವರ್ಧನೆ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ.

MOPA ಲೇಸರ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು FPGA ಮುಖ್ಯ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮಂಡಳಿ, ಪಂಪ್ ಮೂಲ, ಬೀಜ ಮೂಲ, ಚಾಲಕ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಬೋರ್ಡ್, ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್ ಇತ್ಯಾದಿಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. FPGA ಮುಖ್ಯ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮಂಡಳಿಯು ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮಾಡಬಹುದಾದ ತರಂಗರೂಪಗಳು, ಪಲ್ಸ್ ಅಗಲಗಳು (5 ರಿಂದ 200ns) ಮತ್ತು ಪುನರಾವರ್ತನೆ ದರಗಳು (30 ರಿಂದ 900kHz) ಹೊಂದಿರುವ ಪಲ್ಸ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಮೂಲಕ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮಾಡಬಹುದಾದ ನಿಯತಾಂಕಗಳೊಂದಿಗೆ MW-ಮಟ್ಟದ ಕಚ್ಚಾ ಬೀಜ ಬೆಳಕಿನ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಮಾಡಲು ಬೀಜ ಮೂಲವನ್ನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಐಸೊಲೇಟರ್ ಮೂಲಕ ಪ್ರಿಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಮತ್ತು ಮುಖ್ಯ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ನಿಂದ ಕೂಡಿದ ಎರಡು-ಹಂತದ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಿಕೇಶನ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗೆ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಕೊಲಿಮೇಷನ್ ಕಾರ್ಯದೊಂದಿಗೆ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಐಸೊಲೇಟರ್ ಮೂಲಕ ಹೈ-ಎನರ್ಜಿ ಶಾರ್ಟ್-ಪಲ್ಸ್ ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ನೈಜ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಅದನ್ನು FPGA ಮುಖ್ಯ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮಂಡಳಿಗೆ ಹಿಂತಿರುಗಿಸಲು ಬೀಜ ಮೂಲವು ಆಂತರಿಕ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಜ್ಜುಗೊಂಡಿದೆ. ಪಂಪ್ ಮೂಲಗಳು 1, 2 ಮತ್ತು 3 ರ ತೆರೆಯುವ ಮತ್ತು ಮುಚ್ಚುವ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಮುಖ್ಯ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮಂಡಳಿಯು ಪಂಪ್ ಡ್ರೈವ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳು 1 ಮತ್ತು 2 ಅನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ. ಯಾವಾಗಫೋಟೋ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ಸಿಗ್ನಲ್ ಲೈಟ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಅನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ವಿಫಲವಾದರೆ, ಸೀಡ್ ಲೈಟ್ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಕೊರತೆಯಿಂದಾಗಿ YDDCF ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಹಾನಿಯಾಗದಂತೆ ತಡೆಯಲು ಮುಖ್ಯ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮಂಡಳಿಯು ಪಂಪ್ ಮೂಲವನ್ನು ಸ್ಥಗಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

MOPA ಲೇಸರ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪಾತ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಎಲ್ಲಾ-ಫೈಬರ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮುಖ್ಯ ಆಂದೋಲನ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಮತ್ತು ಎರಡು-ಹಂತದ ವರ್ಧನೆ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಮುಖ್ಯ ಆಂದೋಲನ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ 1064nm ಕೇಂದ್ರ ತರಂಗಾಂತರ, 3nm ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮತ್ತು 400mW ಗರಿಷ್ಠ ನಿರಂತರ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ ಹೊಂದಿರುವ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್ ಡಯೋಡ್ (LD) ಅನ್ನು ಬೀಜ ಮೂಲವಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು 99%@1063.94nm ಪ್ರತಿಫಲನ ಮತ್ತು 3.5nm ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್ ಹೊಂದಿರುವ ಫೈಬರ್ ಬ್ರಾಗ್ ಗ್ರೇಟಿಂಗ್ (FBG) ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಿ ತರಂಗಾಂತರ ಆಯ್ಕೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. 2-ಹಂತದ ವರ್ಧನೆ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ರಿವರ್ಸ್ ಪಂಪ್ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 8 ಮತ್ತು 30μm ಕೋರ್ ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ YDDCF ಅನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಗೇನ್ ಮಾಧ್ಯಮವಾಗಿ ಕಾನ್ಫಿಗರ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಅನುಗುಣವಾದ ಲೇಪನ ಪಂಪ್ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಗುಣಾಂಕಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ 1.0 ಮತ್ತು 2.1dB/m@915nm ಆಗಿರುತ್ತವೆ.