Kiến thức chuyên môn

Bộ khuếch đại sợi quang dao động chính

2022-07-20
Bộ khuếch đại sợi tạo dao động chính (MOFA, MOPFA hoặc MOPA sợi) khác với bộ khuếch đại công suất bộ tạo dao động chính (MOPA), có nghĩa là bộ khuếch đại công suất trong hệ thống là bộ khuếch đại sợi quang. Loại thứ hai thường là bộ khuếch đại ốp được bơm công suất cao, thường được sản xuất bằng cách sử dụng sợi pha tạp ytterbium.
Ưu điểm của bộ khuếch đại công suất dựa trên sợi quang này là:
Công suất đầu ra cao, hiệu quả năng lượng cao;
Bộ làm mát đơn giản hơn;
Chất lượng chùm tia cao, thường gần với giới hạn nhiễu xạ;

Mức tăng có thể cao tới hàng chục dB. Và nhiều bộ khuếch đại số lượng lớn, đặc biệt là với công suất đầu ra trung bình cao, có mức tăng rất thấp.


Hình 1: Sơ đồ MOPA của lõi bơm một tầng. Để có công suất cao hơn, cần thêm bộ khuếch đại sợi quang hai lớp thứ hai. Điốt laser hạt có thể hoạt động trong miền xung


Tuy nhiên, việc sử dụng sợi quang cũng có một số nhược điểm:
Do sự tồn tại của các hiệu ứng phi tuyến sợi quang khác nhau, rất khó để đạt được công suất cực đại và năng lượng xung trong các hệ thống xung. Ví dụ, đối với các thiết bị sợi quang, năng lượng của một vài millijoules đã cao trong các hệ thống xung nano giây và laze khối có thể cung cấp năng lượng cao hơn nữa. Trong các hệ thống đơn tần, tán xạ Brillouin được kích thích có thể hạn chế rất nhiều công suất đầu ra.
Do độ lợi cao, bộ khuếch đại sợi quang đặc biệt nhạy cảm với phản xạ ngược. Khi công suất rất cao, rất khó để giải quyết vấn đề này với bộ cách ly Faraday.
Trạng thái phân cực thường không ổn định trừ khi sử dụng sợi duy trì phân cực.
Sẽ thuận lợi khi sử dụng điốt laze chuyển mạch khuếch đại làm laze mầm trong MOPA sợi quang. Thiết bị này có thể được so sánh với laser Q-switched, ví dụ, trong các ứng dụng trên thị trường laser. Một phần của ưu điểm này nằm ở tính linh hoạt của dạng đầu ra: không chỉ tốc độ lặp lại xung mà còn cả độ dài và hình dạng xung, và tất nhiên là năng lượng xung, có thể được điều chỉnh.
Một vấn đề cần được xem xét trong MOFA là công suất bão hòa, thấp ngay cả trong sợi quang hai lớp có diện tích chế độ lớn so với công suất đầu ra thông thường. Do đó, việc khai thác năng lượng có thể hiệu quả như laze sợi quang, ngay cả ở công suất hạt tương đối thấp.

X
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