تمام فائبر MOPA ساخت کے ساتھ ہائی پاور پلسڈ لیزر

ہائی پاور پلس لیزرتمام فائبر MOPA ڈھانچے کے ساتھ

فائبر لیزرز کی بنیادی ساختی اقسام میں سنگل ریزونیٹر، بیم کا امتزاج اور ماسٹر اوسیلیٹنگ پاور ایمپلیفائر (MOPA) کے ڈھانچے شامل ہیں۔ ان میں سے، MOPA کا ڈھانچہ اعلیٰ کارکردگی کو حاصل کرنے کی صلاحیت کی وجہ سے موجودہ تحقیقی ہاٹ سپاٹ میں سے ایک بن گیا ہے۔نبض لیزرسایڈست نبض کی چوڑائی اور تکرار کی تعدد کے ساتھ آؤٹ پٹ (جسے نبض کی چوڑائی اور تکرار کی تعدد کہا جاتا ہے)۔

MOPA لیزر کا کام کرنے کا اصول مندرجہ ذیل ہے: مین آسکیلیٹر (MO) ایک اعلی کارکردگی کا بیج کا ذریعہ ہےسیمی کنڈکٹر لیزرجو براہ راست نبض کی تبدیلی کے ذریعے ایڈجسٹ پیرامیٹرز کے ساتھ بیج سگنل کی روشنی پیدا کرتا ہے۔ فیلڈ پروگرام ایبل گیٹ اری (FPGA) مین کنٹرول آؤٹ پٹ کرنٹ سگنلز کو ایڈجسٹ پیرامیٹرز کے ساتھ نکالتا ہے، جنہیں ڈرائیو سرکٹ کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے تاکہ بیج کے منبع کو چلایا جا سکے اور بیج کی روشنی کی ابتدائی ترمیم مکمل کی جا سکے۔ ایف پی جی اے مین کنٹرول بورڈ سے کنٹرول ہدایات حاصل کرنے کے بعد، پمپ سورس ڈرائیو سرکٹ پمپ لائٹ پیدا کرنے کے لیے پمپ سورس کو شروع کرتا ہے۔ بیج کی روشنی اور پمپ کی روشنی کو بیم سپلٹر کے ذریعے جوڑنے کے بعد، انہیں بالترتیب Yb3+ - ڈوپڈ ڈبل پوش آپٹیکل فائبر (YDDCF) میں دو مرحلے کے آپٹیکل ایمپلیفیکیشن ماڈیول میں انجکشن کیا جاتا ہے۔ اس عمل کے دوران، Yb3+ آئن پمپ لائٹ کی توانائی کو جذب کرکے آبادی کی الٹی تقسیم تشکیل دیتے ہیں۔ اس کے بعد، ٹریولنگ ویو ایمپلیفیکیشن اور محرک اخراج کے اصولوں کی بنیاد پر، بیج سگنل لائٹ دو مرحلوں والے آپٹیکل ایمپلیفیکیشن ماڈیول میں اعلیٰ طاقت حاصل کرتی ہے، بالآخر ایک اعلیٰ طاقت پیدا کرتی ہے۔نینو سیکنڈ پلس لیزر. چوٹی کی طاقت میں اضافے کی وجہ سے، ایمپلیفائیڈ پلس سگنل گین کلیمپنگ اثر کی وجہ سے پلس چوڑائی کمپریشن کا تجربہ کر سکتا ہے۔ عملی ایپلی کیشنز میں، آؤٹ پٹ پاور کو مزید بڑھانے اور کارکردگی حاصل کرنے کے لیے ملٹی اسٹیج ایمپلیفیکیشن ڈھانچے کو اکثر اپنایا جاتا ہے۔

MOPA لیزر سرکٹ سسٹم ایک FPGA مین کنٹرول بورڈ، ایک پمپ سورس، ایک سیڈ سورس، ایک ڈرائیور سرکٹ بورڈ، ایک یمپلیفائر وغیرہ پر مشتمل ہے۔ FPGA مین کنٹرول بورڈ بیج کے ماخذ کو میگاواٹ لیول کی خام بیج کی روشنی کی دالوں کو آؤٹ پٹ کرنے کے لیے چلاتا ہے جس میں ایڈجسٹ پیرامیٹرز کے ساتھ سایڈست پیرامیٹر کے ساتھ الیکٹرک ویو 5 کے ساتھ الیکٹرک پلس پیدا کرتا ہے۔ 200ns)، اور تکرار کی شرح (30 سے ​​900kHz)۔ یہ سگنل آئسولیٹر کے ذریعے پری ایمپلیفائر اور مین ایمپلیفائر پر مشتمل دو اسٹیج آپٹیکل ایمپلیفیکیشن ماڈیول میں داخل ہوتا ہے، اور آخر میں آپٹیکل آئسولیٹر کے ذریعے کولیمیشن فنکشن کے ذریعے ہائی انرجی شارٹ پلس لیزر کو آؤٹ پٹ کرتا ہے۔ بیج کا منبع ایک اندرونی فوٹو ڈیٹیکٹر سے لیس ہے تاکہ حقیقی وقت میں آؤٹ پٹ پاور کی نگرانی کی جا سکے اور اسے FPGA مین کنٹرول بورڈ کو واپس کر سکیں۔ مین کنٹرول بورڈ پمپ ڈرائیو سرکٹس 1 اور 2 کو کنٹرول کرتا ہے تاکہ پمپ کے ذرائع 1، 2 اور 3 کے افتتاحی اور بند ہونے کے عمل کو حاصل کیا جا سکے۔فوٹو ڈیٹیکٹرسگنل لائٹ آؤٹ پٹ کا پتہ لگانے میں ناکام ہو جاتا ہے، مین کنٹرول بورڈ سیڈ لائٹ ان پٹ کی کمی کی وجہ سے YDDCF اور آپٹیکل ڈیوائسز کو پہنچنے والے نقصان کو روکنے کے لیے پمپ سورس کو بند کر دے گا۔

MOPA لیزر آپٹیکل پاتھ سسٹم ایک تمام فائبر ڈھانچے کو اپناتا ہے اور یہ ایک مرکزی دوغلی ماڈیول اور دو مراحل پر مشتمل ایمپلیفیکیشن ماڈیول پر مشتمل ہوتا ہے۔ مرکزی دوغلی ماڈیول 1064nm کی مرکزی طول موج کے ساتھ ایک سیمی کنڈکٹر لیزر ڈائیوڈ (LD) لیتا ہے، 3nm کی لائن چوڑائی، اور زیادہ سے زیادہ مسلسل آؤٹ پٹ پاور 400mW بیج کے منبع کے طور پر، اور اسے فائبر بریگ گریٹنگ (FBG) کے ساتھ جوڑتا ہے اور اس کی عکاسی %99m@4nm. طول موج کے انتخاب کا نظام بنانے کے لیے 3.5nm کا۔ 2-اسٹیج ایمپلیفیکیشن ماڈیول ایک ریورس پمپ ڈیزائن کو اپناتا ہے، اور YDDCF کو بالترتیب 8 اور 30μm کے بنیادی قطر کے ساتھ گین میڈیا کے طور پر ترتیب دیا گیا ہے۔ متعلقہ کوٹنگ پمپ جذب گتانک بالترتیب 1.0 اور 2.1dB/m@915nm ہیں۔