မြင့်မားသောပါဝါရှိသော ပဲ့တင်ထပ်လေဆာအားလုံး-ဖိုက်ဘာ MOPA ဖွဲ့စည်းပုံနှင့်အတူ
ဖိုက်ဘာလေဆာများ၏ အဓိကဖွဲ့စည်းပုံအမျိုးအစားများတွင် single resonator၊ beam combination နှင့် master oscillating power amplifier (MOPA) ဖွဲ့စည်းပုံများ ပါဝင်သည်။ ၎င်းတို့ထဲတွင် MOPA ဖွဲ့စည်းပုံသည် မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်ကို ရရှိစေနိုင်စွမ်းကြောင့် လက်ရှိသုတေသန၏ အဓိကနေရာများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်လာခဲ့သည်။ပဲ့တင်သံလေဆာချိန်ညှိနိုင်သော pulse width နှင့် repetition frequency (pulse width နှင့် repetition frequency ဟုရည်ညွှန်းသည်) ပါရှိသော output။
MOPA လေဆာ၏ အလုပ်လုပ်ပုံ အခြေခံမူမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်- အဓိက oscillator (MO) သည် မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်ရှိသော seed source တစ်ခုဖြစ်သည်။တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း လေဆာ၎င်းသည် တိုက်ရိုက် pulse modulation မှတစ်ဆင့် ချိန်ညှိနိုင်သော parameter များဖြင့် seed signal light ကိုထုတ်ပေးသည်။ Field Programmable gate Array (FPGA) ၏ အဓိကထိန်းချုပ်မှုသည် ချိန်ညှိနိုင်သော parameter များပါရှိသော pulse current signal များကိုထုတ်ပေးပြီး ၎င်းတို့ကို drive circuit မှထိန်းချုပ်ပြီး seed source ကိုလည်ပတ်စေပြီး seed light ၏ ကနဦး modulation ကိုပြီးမြောက်စေသည်။ FPGA ၏ အဓိကထိန်းချုပ်မှုဘုတ်မှ ထိန်းချုပ်မှုညွှန်ကြားချက်များကိုလက်ခံရရှိပြီးနောက်၊ pump source drive circuit သည် pump source ကိုစတင်၍ pump light ထုတ်လုပ်သည်။ seed light နှင့် pump light ကို beam splitter ဖြင့်ချိတ်ဆက်ပြီးနောက်၊ ၎င်းတို့ကို two-stage optical amplification module ရှိ Yb3+ -doped double-clad optical fiber (YDDCF) ထဲသို့ထိုးသွင်းသည်။ ဤလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း၊ Yb3+ အိုင်းယွန်းများသည် pump light ၏စွမ်းအင်ကိုစုပ်ယူပြီး population inversion distribution ကိုဖွဲ့စည်းသည်။ ထို့နောက်၊ travelling wave amplification နှင့် stimulated emission ၏မူများအပေါ်အခြေခံ၍ seed signal light သည် two-stage optical amplification module တွင် high power gain ကိုရရှိပြီး နောက်ဆုံးတွင် high-power ကိုထုတ်ပေးသည်။နာနိုစက္ကန့် ပဲ့တင်ထပ် လေဆာ။ အမြင့်ဆုံးပါဝါတိုးလာခြင်းကြောင့် ချဲ့ထွင်ထားသော pulse signal သည် gain clamping effect ကြောင့် pulse width compression ကို ကြုံတွေ့ရနိုင်သည်။ လက်တွေ့အသုံးချမှုများတွင်၊ multi-stage amplification structures များကို မကြာခဏ အသုံးပြု၍ output power ကို ပိုမိုမြှင့်တင်ပြီး efficiency ရရှိရန် ပြုလုပ်လေ့ရှိသည်။
MOPA လေဆာဆားကစ်စနစ်တွင် FPGA အဓိကထိန်းချုပ်ဘုတ်၊ ပန့်ရင်းမြစ်၊ အစေ့ရင်းမြစ်၊ ဒရိုက်ဘာဆားကစ်ဘုတ်၊ အသံချဲ့စက် စသည်တို့ ပါဝင်ပါသည်။ FPGA အဓိကထိန်းချုပ်ဘုတ်သည် အစေ့ရင်းမြစ်ကို ချိန်ညှိနိုင်သော လှိုင်းပုံစံများ၊ pulse အကျယ်များ (5 မှ 200ns) နှင့် ထပ်ခါတလဲလဲနှုန်းများ (30 မှ 900kHz) ဖြင့် pulse လျှပ်စစ်အချက်ပြမှုများကို ထုတ်လုပ်ခြင်းဖြင့် ချိန်ညှိနိုင်သော ကန့်သတ်ချက်များဖြင့် MW အဆင့် ကုန်ကြမ်းအစေ့အလင်း pulse များကို ထုတ်လွှတ်ရန် မောင်းနှင်ပါသည်။ ဤအချက်ပြမှုကို preamplifier နှင့် အဓိကအသံချဲ့စက်တို့ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော two-stage optical amplification module သို့ isolator မှတစ်ဆင့် ထည့်သွင်းပြီး နောက်ဆုံးတွင် collimation function ပါရှိသော optical isolator မှတစ်ဆင့် မြင့်မားသောစွမ်းအင်တိုတို-pulse laser ကို ထုတ်လွှတ်ပါသည်။ အစေ့ရင်းမြစ်တွင် output power ကို အချိန်နှင့်တပြေးညီ စောင့်ကြည့်ပြီး FPGA အဓိကထိန်းချုပ်ဘုတ်သို့ ပြန်လည်ပေးပို့ရန်အတွက် internal photodetector တပ်ဆင်ထားပါသည်။ အဓိကထိန်းချုပ်ဘုတ်သည် ပန့်မောင်းနှင်သည့်ဆားကစ် ၁ နှင့် ၂ ကို ထိန်းချုပ်ပြီး ပန့်ရင်းမြစ် ၁၊ ၂ နှင့် ၃ ၏ အဖွင့်အပိတ်လုပ်ဆောင်ချက်များကို အောင်မြင်စေပါသည်။ဓာတ်ပုံရှာဖွေကိရိယာအချက်ပြမီးအထွက်ကို မသိရှိနိုင်ပါက၊ seed light input မရှိခြင်းကြောင့် YDDCF နှင့် optical devices များကို ပျက်စီးခြင်းမှ ကာကွယ်ရန် main control board သည် pump source ကို ပိတ်ပါလိမ့်မည်။
MOPA လေဆာ optical path system သည် all-fiber structure ကို အသုံးပြုထားပြီး main oscillation module နှင့် two-stage amplification module တို့ ပါဝင်ပါသည်။ main oscillation module သည် 1064nm ၏ central wavelength၊ 3nm linewidth နှင့် 400mW ၏ maximum continuous output power ရှိသော semiconductor laser diode (LD) ကို seed source အဖြစ် အသုံးပြုပြီး 99%@1063.94nm နှင့် 3.5nm linewidth ရှိသော fiber Bragg grating (FBG) နှင့် ပေါင်းစပ်ကာ wavelength selection system တစ်ခု ဖွဲ့စည်းပါသည်။ 2-stage amplification module သည် reverse pump design ကို အသုံးပြုထားပြီး core diameter 8 နှင့် 30μm ရှိသော YDDCF များကို gain media အဖြစ် အသီးသီး configure လုပ်ထားပါသည်။ သက်ဆိုင်ရာ coating pump absorption coefficient များမှာ 1.0 နှင့် 2.1dB/m@915nm အသီးသီး ဖြစ်ပါသည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၅ ခုနှစ်၊ စက်တင်ဘာလ ၁၇ ရက်