Ammatillinen tieto

Monipäästöinen kuituvahvistin

2023-05-23
Määritelmä: Vahvistin, jossa on useita kanavia vahvistusmediassa.
Optisen vahvistimen vahvistusmedialla voidaan saavuttaa vain rajoitettu vahvistus. Yhdessä lähestymistavassa saavutetaan suurempi vahvistus asettamalla valo geometrisesti siten, että se kulkee useiden kanavien läpi kulkiessaan monipäästövahvistimena tunnetun vahvistimen läpi. Yksinkertaisin on kaksipäästövahvistin, jossa säde kulkee kiteen läpi kahdesti, yleensä täsmälleen tai lähes vastakkaisiin etenemissuuntiin.

Monet monipäästövahvistimet käyttävät laserkiteitä, jotka joko pumpataan päähän tai sivulta, ja sisältävät sitten useita laserpeilejä, jotta säde kulkee kiteen läpi useita kertoja. Koska eri kanavien säteet on erotettava toisistaan, niillä on erilaiset kulmasuunnat, vaikka periaatteessa niiden etenemissuunnat voidaan saada rinnakkain käyttämällä tiettyä tilasiirtymää. Jos kide on suhteellisen ohut, eri säteet menevät vahvasti päällekkäin kiteen sisällä, rajatapauksen ollessa ohutlevylaserit.


Kuva 1: Kaavio monipäästövahvistimen asetuksista.

Kun eri kanavien valo limittyy kiteessä voimakkaasti, kokonaisvahvistus on suunnilleen yhtä suuri kuin kanavien lukumäärän ja yksittäisen kanavan vahvistuksen tulo. Lisäksi tehollinen kyllästysenergia pienenee. Pienellä kokonaisvahvistuksella se pienenee kanavan pienentyessä.
Kun asennat monikanavaisia ​​vahvistimia, säteiden suunnat eivät yleensä ole samassa tasossa. Tällaisten vahvistimien suunnittelu ja järjestely voivat olla hyvin monimutkaisia ​​kysymyksiä.
Vahvistuksen lisäksi signaalisäde kokee myös muita vaikutuksia, kuten lämpölinssi tai epälineaariset efektit kiteessä. Erityisesti lämpölinssi voi vaikuttaa suuresti sivusäteen muotoon; myös vahvistusohjauksella voi olla tämä vaikutus. Tätä vaikutusta (luonnollisen säteen hajaantumista) voidaan torjua käyttämällä tarkennusoptiikkaa (yleensä kaarevia laserpeilejä). Lämpölinssit voivat myös kääntää valonsäteitä, jos ne eivät kulje lämpölinssin keskustaa pitkin. Optimaalinen järjestely riippuu pumpun tehosta ja merkkivalojen tehosta.
Positiivisia takaisinkytkentävahvistimia pidetään erityisenä monipäästövahvistimena. Tässä käytetään optisia kytkimiä sen sijaan, että saataisiin useita kanavia asettamalla säteen geometrinen reitti. Tämä koskee ultralyhyitä pulsseja, joissa pulssin pituus on paljon pienempi kuin edestakaisen matkan aika. Joten voit ruiskuttaa pulssin, antaa sen syklisoida monta kertaa ja sitten tulostaa sen. Tämä on erittäin kätevää erittäin suuren kokonaisvahvistuksen saamiseksi, mikä on paljon mahdollista kuin monipäästövahvistimet geometrisilla asetuksilla.