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マスターオシレーターパワーアンプ

2022-03-24

マスターオシレーターパワーアンプ。従来の固体レーザーや気体レーザーと比較して、ファイバーレーザーには次の利点があります。高い変換効率 (60% 以上の光から光への変換効率)、低いレーザーしきい値。シンプルな構造、作動材料は柔軟な媒体で、使いやすい。高いビーム品質 (回折限界に近づきやすい);レーザー出力には多くのスペクトル線があり、広い調整範囲 (455 ～ 3500nm) があります。小型、軽量、優れた放熱効果、長寿命。
ただし、出力電力が比較的低いため、その応用範囲は大幅に制限されています。ダブルクラッドファイバーと高出力半導体レーザー（LD）の製造技術が徐々に成熟するにつれて、ファイバーレーザーの出力は大幅に向上し、その応用範囲も大幅に拡大しました。高出力および高ビーム品質を備えた超短パルスレーザーは、光ファイバー通信、医療、軍事、生物学の分野で魅力的な応用の可能性を秘めており、現在の研究のホットスポットの 1 つとなっています。
光ファイバーで超短パルスレーザーを得るには、主にモードロック技術とQスイッチ技術の2つの方法があります。モードロックパルスファイバーレーザーは、主にさまざまな要因を使用して、キャビティ内の発振縦モードを変調します。各縦モードが明確な位相関係を持ち、隣接する縦モード間の位相差が一定である場合、コヒーレントな重ね合わせを達成して超短パルスを得ることができます。、パルス幅はサブピコ秒からサブフェムト秒のオーダーに達する可能性があります。 Qスイッチパルスファイバーレーザーは、レーザー共振器内にQスイッチ素子を挿入し、共振器内の損失を周期的に変化させることでパルスレーザー出力を実現するもので、パルス幅は10-9秒程度に達します。 Qスイッチまたはモードロック技術を使用すると、非常に高いピークパワーを得ることができますが、単一のQスイッチレーザーまたはモードロックレーザーで得られるパルスエネルギーは非常に限られていることが多く、その応用範囲が制限されます。パルスエネルギーをさらに向上させるには、増幅技術、つまりメインオシレーターパワーアンプリフィケーション（MOPA）構造の使用が必要です。この構造のファイバーで得られる高エネルギーパルスレーザーは、種光源と同じ波長と繰り返し周波数を持ち、時間領域パルスの形状と幅はほとんど変化しません。一定の繰り返し周波数とパルス幅を持つ種光源を主発振器として選択し、電力増幅後に必要な高エネルギーのパルスレーザー出力を得ることができます。したがって、高いパルスエネルギーと高い平均出力電力を達成するには、メイン発振電力増幅技術を使用することが理想的な選択です。

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