Yn ddiweddar, mae tîm yr Athro Zhao Yong o Brifysgol Northeastern, yr Ymchwilydd Cyswllt Wu Han o Brifysgol Sichuan, yr Ymchwilydd Cyswllt Ma Rui o Brifysgol Shenzhen, a'r Athro Wang Zinan o Brifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg Electronig Tsieina wedi cydweithio i amlinellu'r cynnydd ffin yn mecanwaith, nodweddion, a chymwysiadau rheolaeth sbectrol o laserau ffibr ar hap. Fe wnaethant gyflwyno'n gynhwysfawr gynnydd ymchwil laserau ffibr ar hap gyda phurdeb sbectrol uchel, allbwn band cul, tiwnio tonfedd hyblyg, ac allbwn aml-donfedd, yn crynhoi'n fyr gymhwyso laserau ffibr ar hap yn seiliedig ar reolaeth sbectrol, ac yn edrych ymlaen at y rhagolygon datblygu, ymchwil llwybrau, a heriau a wynebir gan laserau ffibr ar hap yn seiliedig ar reolaeth sbectrol.
Fel math newydd o laser ar hap, mae laser ffibr ar hap wedi bod yn fan cychwyn ymchwil a ddatblygwyd yn ystod y degawd diwethaf. O'i gymharu â laserau ffibr traddodiadol â strwythurau ceudod soniarus sefydlog, nid oes angen strwythurau ceudod soniarus manwl gywir ar laserau ffibr ar hap ac mae ganddynt ryddid dylunio strwythurol uwch. Mae gan laserau ffibr ar hap fanteision o ran effeithlonrwydd trosi, cyfeiriadedd, cost, ac ati, a gallant ddarparu llwyfan da ar gyfer adeiladu gwahanol fathau o laserau perfformiad uchel. Yn benodol, mae gan laserau ffibr ar hap yn seiliedig ar gyfryngau ennill gwahanol hyblygrwydd tonfedd rhagorol a gallant gyflawni laser tonfedd mympwyol yn y band 1 ~ 2.1µm. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae ymchwilwyr wedi cynnal ymchwil ddamcaniaethol ac arbrofol manwl ar nodweddion sbectrol laserau ffibr ar hap. Trwy reoleiddio sbectrol, mae laserau ffibr ar hap yn dangos gallu purdeb sbectrol uchel, lled band cul ac allbwn aml-donfedd. Yn ogystal, mae gan laserau ffibr ar hap, gyda'u nodweddion sbectrol unigryw, ragolygon cymhwyso eang mewn cyfathrebiadau ffibr-optig, synhwyro ffibr-optig, delweddu di-frycheuyn, cynhyrchu supercontinwwm, trosi amledd aflinol, ffynonellau pwmp laser canol-isgoch, a laser- ymasiad cyfyngu anadweithiol a yrrir (Ffigur 1).
Ymchwil sylfaenol ar nodweddion sbectrol laserau ffibr ar hap
Er mwyn disgrifio a dadansoddi nodweddion sbectrol laserau ffibr ar hap yn ddamcaniaethol ac archwilio eu cyfreithiau ffisegol, mae ymchwilwyr wedi cynnig model cydbwysedd cyflwr cyson pŵer sy'n dibynnu ar sbectrwm, model Schrödinger aflinol, a model deinameg tonnau i werthuso'r pŵer allbwn yn gywir. a phroses newid sbectrol laserau ffibr ar hap. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae ymchwilwyr wedi archwilio'n arbrofol nodweddion ystadegol sbectrol laserau ffibr ar hap, wedi cyflwyno cymesuredd atgynhyrchiad yn torri i mewn i laserau ffibr ar hap, ac wedi defnyddio dulliau dadansoddi ystadegol yn seiliedig ar ddamcaniaeth troelli gwydr i archwilio'r anhrefn a rhyngweithiadau aflinol mewn laserau ffibr ar hap.
Laserau ffibr ar hap gyda hyblygrwydd tonfedd rhagorol
Yn elwa o wahanol fecanweithiau enillion, gan gynnwys ennill effaith aflinol trydydd gorchymyn (fel gwasgariad Raman wedi'i ysgogi a gwasgariad Brillouin wedi'i ysgogi) ac enillion gweithredol dopio ïon daear prin (fel ytterbium-, erbium-, erbium / ytterbium-, bismuth-, a ffibrau gweithredol dop thulium), gall laserau ffibr ar hap weithredu yn y band 1-2.1µm. Mewn laserau ffibr ar hap gan ddefnyddio pympiau sefydlog, gall cyfuno hidlwyr tiwnadwy neu ddrychau pwynt sy'n dibynnu ar donfedd a newid tonfedd canol yr hidlyddion neu'r drychau pwynt gyflawni tiwnio tonfedd gwastad ac effeithlon dros ystod eang. Yn ogystal, trwy gyflwyno drychau pwynt rhaglenadwy tonfedd, gellir rhaglennu sbectrwm laserau ffibr ar hap a'u tiwnio'n barhaus yn ôl y siâp sbectrol a ddyluniwyd. Yn benodol, ar gyfer laserau ffibr Raman wedi'u rhaeadru ar hap yn seiliedig ar ddrychau pwynt band eang ac adborth backscattering, gellir tiwnio'r donfedd laser yn barhaus dros ystod eang trwy newid tonfedd y pwmp a'r pŵer pwmp yn uniongyrchol.
Rheolaeth sbectrol o laserau ffibr ar hap
Mae gan laserau ffibr Raman wedi'u rhaeadru ar hap hyblygrwydd tonfedd rhagorol. Fodd bynnag, yn ystod y broses drosi rhaeadru, bydd golau gweddilliol Stokes gorchymyn isel yn achosi i burdeb sbectrol y laser ostwng. Trwy fabwysiadu math newydd o ffynhonnell pwmp sefydlog parth amser (fel pwmpio allyriadau digymell chwyddedig anghydlynol band eang, pwmpio laser ffibr ar hap ytterbium-doped, a phwmpio laser un amledd ehangach linewidth), mae ymchwilwyr wedi cyflawni amrywiaeth o ffibr Raman wedi'i raeadru ar hap. laserau â phurdeb sbectrol uchel. Ar y llaw arall, o dan bŵer pwmp uchel, sy'n cael ei effeithio gan effeithiau aflinol megis cymysgu pedair ton a modiwleiddio traws-gam yn y ffibr, mae lled band sbectrol allbwn y laser ffibr ar hap cwbl agored yn gyffredinol ar y drefn o sawl nanometr . Er mwyn diwallu anghenion ffynonellau golau cul-llinol mewn senarios megis dyblu amledd laser effeithlonrwydd uchel, mesur manwl uchel, a chyfathrebu ffibr cydlynol, gellir cyflawni laserau ffibr ar hap band cul trwy ychwanegu adlewyrchyddion pwynt amrywiol gyda sbectrol addasadwy. siâp a lled band i'r strwythur laser ffibr hap lled-agored-ceudod, neu drwy ddefnyddio gwahanol gyfryngau ennill (fel gwasgariad Brillouin ysgogol) a gwahanol ffibrau goddefol (fel ffibr polareiddio-cynnal, ffibr gwasgariad uchel), a gwneud y gorau o'r pwmpio cynllun. Yn ogystal, gellir cyflawni allbwn aml-donfedd o laserau ffibr ar hap trwy ychwanegu elfennau hidlo sbectrol i'r laser neu ddefnyddio ennill gwasgariad Brillouin ysgogedig rhaeadru.
Cymhwyso laserau ffibr ar hap yn seiliedig ar reolaeth sbectrol
Mae dyluniad strwythurol a thrawsnewid tonfedd hyblyg laserau ffibr ar hap yn eu gwneud yn fwy addas ar gyfer gwireddu laser laser mewn bandiau arbennig i ddiwallu anghenion cymwysiadau megis ymhelaethu ar y signal dosbarthedig, synhwyro ffibr cymhareb signal-i-sŵn uchel, trosi amledd aflinol a chanol-. pwmpio isgoch. Ar yr un pryd, o'i gymharu â laserau ffibr sy'n seiliedig ar strwythurau ceudod soniarus, profwyd bod gan laserau ffibr hap di-fodd sbectrol sefydlogrwydd parth amser gwell. Felly, mae gan laserau ffibr ar hap fwy o fanteision mewn senarios cymhwyso gyda gofynion uchel ar gyfer sefydlogrwydd ffynhonnell laser. Yn ogystal, mae cydlyniad isel a rheolaeth sbectrol laserau ffibr ar hap yn eu galluogi i ddangos potensial cymhwysiad unigryw mewn delweddu perfformiad uchel ac ymasiad cyfyngu anadweithiol a yrrir gan laser.
