Projeto de trajetória óptica retangularlasers pulsados
Visão geral do projeto de percurso óptico
Um laser de fibra dopada com túlio, de ressonância soliton dissipativa de comprimento de onda duplo com bloqueio de modo passivo, baseado em uma estrutura de espelho de anel de fibra não linear.
2. Descrição do percurso óptico
O soliton dissipativo de comprimento de onda duplo ressonante dopado com túliolaser de fibraAdota um design de estrutura de cavidade em forma de “8” (Figura 1).
A parte esquerda é o circuito unidirecional principal, enquanto a parte direita é uma estrutura de espelho de anel de fibra óptica não linear. O circuito unidirecional esquerdo inclui um divisor de feixe, uma fibra óptica dopada com túlio de 2,7 m (SM-TDF-10P130-HE) e um acoplador de fibra óptica de banda de 2 μm com coeficiente de acoplamento de 90:10. Há também um isolador dependente de polarização (PDI), dois controladores de polarização (PC) e uma fibra de manutenção de polarização (PMF) de 0,41 m. A estrutura de espelho de anel de fibra óptica não linear à direita é obtida acoplando a luz do circuito unidirecional esquerdo ao espelho de anel de fibra óptica não linear à direita através de um acoplador óptico de estrutura 2×2 com coeficiente de 90:10. A estrutura de espelho de anel de fibra óptica não linear à direita inclui uma fibra óptica de 75 metros de comprimento (SMF-28e) e um controlador de polarização. Uma fibra óptica monomodo de 75 metros é utilizada para intensificar o efeito não linear. Nesse caso, um acoplador de fibra óptica 90:10 é empregado para aumentar a diferença de fase não linear entre a propagação no sentido horário e anti-horário. O comprimento total dessa estrutura de duplo comprimento de onda é de 89,5 metros. Nessa configuração experimental, a luz de bombeamento passa primeiro por um combinador de feixes para atingir o meio de ganho, uma fibra óptica dopada com túlio. Após a fibra óptica dopada com túlio, um acoplador 90:10 é conectado para recircular 90% da energia dentro da cavidade e enviar 10% da energia para fora da cavidade. Simultaneamente, um filtro de Lyot birrefringente é composto por uma fibra óptica de manutenção de polarização localizada entre dois controladores de polarização e um polarizador, que desempenha um papel na filtragem dos comprimentos de onda espectrais.
3. Conhecimento prévio
Atualmente, existem dois métodos básicos para aumentar a energia de pulso de lasers pulsados. Uma abordagem consiste em reduzir diretamente os efeitos não lineares, incluindo a diminuição da potência de pico dos pulsos por meio de diversos métodos, como o gerenciamento de dispersão para pulsos esticados, osciladores gigantes com chirp e lasers pulsados com divisão de feixe, etc. Outra abordagem busca novos mecanismos que tolerem maior acúmulo de fase não linear, como autossimilaridade e pulsos retangulares. O método mencionado acima pode amplificar com sucesso a energia de pulso do laser.laser pulsadoaté dezenas de nanojoules. A ressonância de soliton dissipativa (Ressonância de soliton dissipativa: DSR) é um mecanismo de formação de impulsos retangulares proposto inicialmente por N. Akhmediev et al. em 2008. A característica dos pulsos de ressonância de soliton dissipativa é que, mantendo a amplitude constante, a largura e a energia do pulso retangular sem divisão de onda aumentam monotonicamente com o aumento da potência de bombeamento. Isso, em certa medida, supera a limitação da teoria tradicional de solitons em relação à energia de pulso único. A ressonância de soliton dissipativa pode ser obtida pela construção de absorção saturada e absorção saturada reversa, como o efeito de rotação de polarização não linear (NPR) e o efeito de espelho de anel de fibra não linear (NOLM). A maioria dos relatos sobre a geração de pulsos de ressonância de soliton dissipativa baseia-se nesses dois mecanismos de travamento de modo.
Data da publicação: 09/10/2025