ಧ್ರುವೀಕೃತ ಫೈಬರ್ ಕಿರಿದಾದ-ರೇಖೆಯ ಅಗಲದ ಲೇಸರ್‌ನ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾರ್ಗ ವಿನ್ಯಾಸ

ಧ್ರುವೀಕೃತ ಫೈಬರ್‌ನ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾರ್ಗ ವಿನ್ಯಾಸಕಿರಿದಾದ-ರೇಖೆಯ ಅಗಲ ಲೇಸರ್

1. ಅವಲೋಕನ

1018 nm ಧ್ರುವೀಕೃತ ಫೈಬರ್ ಕಿರಿದಾದ-ರೇಖೆಯ ಅಗಲ ಲೇಸರ್. ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ತರಂಗಾಂತರ 1018 nm, ಲೇಸರ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ 104 W, 3 dB ಮತ್ತು 20 dB ಯ ರೋಹಿತದ ಅಗಲಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ ~21 GHz ಮತ್ತು ~72 GHz, ಧ್ರುವೀಕರಣ ಅಳಿವಿನ ಅನುಪಾತ >17.5 dB, ಮತ್ತು ಕಿರಣದ ಗುಣಮಟ್ಟ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ (2 x M – 1.62 ಮತ್ತು 2 y M) Aಲೇಸರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆ79% (~1.63) ಇಳಿಜಾರಿನ ದಕ್ಷತೆಯೊಂದಿಗೆ.

2. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾರ್ಗ ವಿವರಣೆ

ಒಂದುಧ್ರುವೀಕೃತ ಫೈಬರ್ ಕಿರಿದಾದ-ರೇಖೆಯ ಅಗಲ ಲೇಸರ್, ರೇಖೀಯವಾಗಿ ಧ್ರುವೀಕರಿಸಿದ ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್ ಆಂದೋಲಕವು ಧ್ರುವೀಕರಣ-ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಫೈಬರ್ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ಗಳ ಜೋಡಿ ಮತ್ತು 1.5-ಮೀಟರ್-ಉದ್ದದ 10/125 μm ಯ್ಟರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಡಬಲ್-ಕ್ಲಾಡ್ ಧ್ರುವೀಕರಣ-ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಲಾಭ ಮಾಧ್ಯಮವಾಗಿ ಹೊಂದಿದೆ. 976 nm ನಲ್ಲಿ ಈ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್‌ನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಗುಣಾಂಕ 5 dB/m ಆಗಿದೆ. ಲೇಸರ್ ಆಂದೋಲಕವನ್ನು 976 nm ತರಂಗಾಂತರ-ಲಾಕ್ ಮಾಡಿದ ಮೂಲಕ ಪಂಪ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್ಧ್ರುವೀಯತೆಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ (1+1)×1 ಕಿರಣ ಸಂಯೋಜಕದ ಮೂಲಕ ಗರಿಷ್ಠ 27 W ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಫಲನ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ 99% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಫಲನವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಮತ್ತು 3 dB ಪ್ರತಿಫಲನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಸರಿಸುಮಾರು 0.22 nm ಆಗಿದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿಫಲನವು 40%, ಮತ್ತು 3 dB ಪ್ರತಿಫಲನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಸರಿಸುಮಾರು 0.216 nm ಆಗಿದೆ. ಎರಡೂ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ಗಳ ಕೇಂದ್ರ ಪ್ರತಿಫಲನ ತರಂಗಾಂತರಗಳು 1018 nm ನಲ್ಲಿವೆ. ಲೇಸರ್ ರೆಸೋನೇಟರ್‌ನ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ ಮತ್ತು ASE ಸಪ್ರೆಶನ್ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಸಮತೋಲನಗೊಳಿಸಲು, ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿಫಲನವನ್ನು 40% ಗೆ ಹೊಂದುವಂತೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಫಲನ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ಬಾಲ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಗೇನ್ ಫೈಬರ್‌ಗೆ ಬೆಸೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿಫಲನ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ಬಾಲ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು 90° ತಿರುಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕ್ಲಾಡಿಂಗ್ ಫಿಲ್ಟರ್‌ನ ಬಾಲ ಫೈಬರ್‌ಗೆ ಬೆಸೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಫಲನ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ವೇಗದ-ಅಕ್ಷದ ಪ್ರತಿಫಲನ ತರಂಗಾಂತರದ ಗರಿಷ್ಠ ಸ್ಥಾನವು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿಫಲನ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ನಿಧಾನ-ಅಕ್ಷದ ಪ್ರತಿಫಲನ ತರಂಗಾಂತರಕ್ಕೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ರೀತಿಯಾಗಿ, ಕೇವಲ ಒಂದು ಧ್ರುವೀಕೃತ ಲೇಸರ್ ಮಾತ್ರ ಅನುರಣನ ಕುಳಿಯಲ್ಲಿ ಆಂದೋಲನಗೊಳ್ಳಬಹುದು. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಕ್ಲಾಡಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ ಉಳಿದಿರುವ ಪಂಪ್ ಲೈಟ್ ಅನ್ನು ಅನುರಣನ ಕುಹರದೊಳಗೆ ಬೆಸೆಯಲಾದ ಸ್ವಯಂ-ನಿರ್ಮಿತ ಕ್ಲಾಡಿಂಗ್ ಫಿಲ್ಟರ್ ಮೂಲಕ ಫಿಲ್ಟರ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಂತ್ಯದ ಮುಖದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮತ್ತು ಪರಾವಲಂಬಿ ಆಂದೋಲನವನ್ನು ತಡೆಗಟ್ಟಲು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪಿಗ್‌ಟೇಲ್ ಅನ್ನು 8° ರಷ್ಟು ಬೆವೆಲ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

3. ಹಿನ್ನೆಲೆ ಜ್ಞಾನ

ರೇಖೀಯ ಧ್ರುವೀಕೃತ ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಉತ್ಪಾದನಾ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನ: ಒತ್ತಡದ ಬೈರ್‌ಫ್ರಿಂಗನ್ಸ್‌ನಿಂದಾಗಿ, ಪಿಯರ್-ಆಕಾರದ ಧ್ರುವೀಕರಣ-ನಿರ್ವಹಣೆ ಫೈಬರ್ ಎರಡು ಆರ್ಥೋಗೋನಲ್ ಧ್ರುವೀಕರಣ ಅಕ್ಷಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದನ್ನು ವೇಗದ ಅಕ್ಷ ಮತ್ತು ನಿಧಾನ ಅಕ್ಷ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ನಿಧಾನ ಅಕ್ಷದ ವಕ್ರೀಭವನ ಸೂಚ್ಯಂಕವು ವೇಗದ ಅಕ್ಷಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿರುವುದರಿಂದ, ಧ್ರುವೀಕರಣ-ನಿರ್ವಹಣೆ ಫೈಬರ್‌ನಲ್ಲಿ ಬರೆಯಲಾದ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಎರಡು ವಿಭಿನ್ನ ಕೇಂದ್ರ ತರಂಗಾಂತರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ರೇಖೀಯ ಧ್ರುವೀಕೃತ ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್‌ನ ಅನುರಣನ ಕುಹರವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಎರಡು ಧ್ರುವೀಕರಣ-ನಿರ್ವಹಣೆ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. ವೇಗದ ಅಕ್ಷ ಮತ್ತು ನಿಧಾನ ಅಕ್ಷದ ಮೇಲಿನ ಕಡಿಮೆ-ಪ್ರತಿಫಲನ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ-ಪ್ರತಿಫಲನ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ತರಂಗಾಂತರಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುತ್ತವೆ. ಧ್ರುವೀಕರಣ-ನಿರ್ವಹಣೆ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ಪ್ರತಿಫಲನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಸಾಕಷ್ಟು ಕಿರಿದಾದಾಗ, ವೇಗದ ಅಕ್ಷ ಮತ್ತು ನಿಧಾನ ಅಕ್ಷದ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿನ ಪ್ರಸರಣ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಎರಡೂ ತರಂಗಾಂತರಗಳು ಪ್ರತಿಧ್ವನಿತ ಕುಹರದೊಳಗೆ ಕಂಪಿಸಬಹುದು. ಧ್ರುವೀಕರಣ-ನಿರ್ವಹಣೆ-ನಿರ್ವಹಣೆ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ದ್ವಿ-ತರಂಗಾಂತರ ಆಂದೋಲನ ತತ್ವದ ಪ್ರಕಾರ, ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ, ಅದನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಸಮಾನಾಂತರ ವೆಲ್ಡಿಂಗ್ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ವೆಲ್ಡಿಂಗ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಎರಡು ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ಗಳ ಧ್ರುವೀಕರಣ-ನಿರ್ವಹಣೆ ಅಕ್ಷಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ರೀತಿಯಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ-ಪ್ರತಿಫಲನ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ಎರಡು ಪ್ರಸರಣ ಶಿಖರಗಳು ಕಡಿಮೆ-ಪ್ರತಿಫಲನ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ ಡ್ಯುಯಲ್-ತರಂಗಾಂತರ ಲೇಸರ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಅನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಬಹುದು.

ನಿಜವಾದ ಲೇಸರ್ ಧ್ರುವೀಕರಣ-ನಿರ್ವಹಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ, ರೇಖೀಯ ಧ್ರುವೀಕೃತ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಲು ರೇಖೀಯ ಓರೆಯು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಸೂಚಕವಾಗಿದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ-ಪ್ರತಿಫಲನ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ಅವಧಿಯು ಕಡಿಮೆ-ಪ್ರತಿಫಲನ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ PER ಮೌಲ್ಯದೊಂದಿಗೆ ರೇಖೀಯ ಧ್ರುವೀಕೃತ ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು, ಕೇವಲ ಒಂದು ಧ್ರುವೀಕರಣ ಶಿಖರವನ್ನು ಕಂಪಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಕಡಿಮೆ-ಪ್ರತಿಫಲನ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ವೇಗದ ಅಕ್ಷವು ಹೆಚ್ಚಿನ-ಪ್ರತಿಫಲನ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ನಿಧಾನ ಅಕ್ಷದ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಇರುವಾಗ, ಕಡಿಮೆ-ಪ್ರತಿಫಲನ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ವೇಗದ ಅಕ್ಷದ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿರುವ ಕೇಂದ್ರ ತರಂಗಾಂತರವು ಹೆಚ್ಚಿನ-ಪ್ರತಿಫಲನ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ನಿಧಾನ ಅಕ್ಷದ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿರುವ ಅದಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಕಡಿಮೆ-ಪ್ರತಿಫಲನ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ನಿಧಾನ ಅಕ್ಷದ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರಸರಣ ಶಿಖರವು ಹೆಚ್ಚಿನ-ಪ್ರತಿಫಲನ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ವೇಗದ ಅಕ್ಷದ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರಸರಣ ಶಿಖರಕ್ಕೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಈ ರೀತಿಯಾಗಿ, ಒಂದು ಪ್ರಸರಣ ಶಿಖರವನ್ನು ಕಂಪಿಸಬಹುದು. ಅದೇ ರೀತಿ, ಕಡಿಮೆ-ಪ್ರತಿಫಲನ ಜಾಲರಿಯ ನಿಧಾನ ಅಕ್ಷವು ಹೆಚ್ಚಿನ-ಪ್ರತಿಫಲನ ಜಾಲರಿಯ ವೇಗದ ಅಕ್ಷದ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಇರುವಾಗ, ಕಡಿಮೆ-ಪ್ರತಿಫಲನ ಜಾಲರಿಯ ನಿಧಾನ ಅಕ್ಷದ ಕೇಂದ್ರ ತರಂಗಾಂತರವು ಹೆಚ್ಚಿನ-ಪ್ರತಿಫಲನ ಜಾಲರಿಯ ವೇಗದ ಅಕ್ಷಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಕಡಿಮೆ-ಪ್ರತಿಫಲನ ಜಾಲರಿಯ ವೇಗದ ಅಕ್ಷದ ಪ್ರಸರಣ ಶಿಖರವು ಹೆಚ್ಚಿನ-ಪ್ರತಿಫಲನ ಜಾಲರಿಯ ನಿಧಾನ ಅಕ್ಷಕ್ಕೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಈ ರೀತಿಯಾಗಿ, ಒಂದು ಪ್ರಸರಣ ಶಿಖರವನ್ನು ಸಹ ಕಂಪಿಸಬಹುದು. ಮೇಲಿನ ಎರಡೂ ವಿಧಾನಗಳು ರೇಖೀಯವಾಗಿ ಧ್ರುವೀಕೃತ ಲೇಸರ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು. ಧ್ರುವೀಕರಣ-ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಜಾಲರಿಯ ಏಕ-ತರಂಗಾಂತರ ರೇಖೀಯವಾಗಿ ಧ್ರುವೀಕೃತ ಲೇಸರ್ ಆಂದೋಲನ ತತ್ವದ ಪ್ರಕಾರ, ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ, ಅದನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಆರ್ಥೋಗೋನಲ್ ಸ್ಪ್ಲೈಸಿಂಗ್ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಫಲನ ತುರಿಯುವಿಕೆಯ ಧ್ರುವೀಕರಣ-ನಿರ್ವಹಣೆ ಅಕ್ಷಗಳ ಸ್ಪ್ಲೈಸಿಂಗ್ ಕೋನ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿಫಲನ ತುರಿಯುವಿಕೆಯ 90° ಆಗಿದ್ದರೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಫಲನ ತುರಿಯುವಿಕೆಯ ನಿಧಾನ ಅಕ್ಷದ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರಸರಣ ಶಿಖರವು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿಫಲನ ತುರಿಯುವಿಕೆಯ ವೇಗದ ಅಕ್ಷದ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರಸರಣ ಶಿಖರಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ ಏಕ-ತರಂಗಾಂತರ ರೇಖೀಯ ಧ್ರುವೀಕೃತ ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್‌ನ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಅನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಬಹುದು.