ความรู้ระดับมืออาชีพ

เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์มาสเตอร์ออสซิลเลเตอร์

2022-07-20
ไฟเบอร์แอมพลิฟายเออร์ออสซิลเลเตอร์หลัก (MOFA, MOPFA หรือไฟเบอร์ MOPA) แตกต่างจากแอมพลิไฟเออร์ออสซิลเลเตอร์หลัก (MOPA) ซึ่งหมายความว่าเพาเวอร์แอมป์ในระบบเป็นไฟเบอร์แอมพลิฟายเออร์ แอมพลิฟายเออร์ชนิดหลังมักจะเป็นแอมพลิฟายเออร์หุ้มแบบปั๊มกำลังสูง ซึ่งผลิตโดยทั่วไปโดยใช้เส้นใยเจืออิตเทอร์เบียม
ข้อดีของเพาเวอร์แอมป์แบบไฟเบอร์นี้คือ:
กำลังขับสูง, ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูง;
คูลเลอร์นั้นง่ายกว่า
คุณภาพของลำแสงสูง มักจะใกล้เคียงกับขีดจำกัดการเลี้ยวเบน

อัตราขยายอาจสูงถึงหลายสิบเดซิเบล และแอมพลิฟายเออร์จำนวนมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีกำลังขับเฉลี่ยสูงมีอัตราขยายที่ต่ำมาก


รูปที่ 1: แผนผัง MOPA ของแกนปั๊มแบบขั้นตอนเดียว เพื่อกำลังขับที่สูงขึ้น จำเป็นต้องเพิ่มเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์แบบหุ้มสองชั้นตัวที่สอง เลเซอร์ไดโอดแบบเมล็ดสามารถทำงานได้ในโดเมนพัลซิ่ง


อย่างไรก็ตาม การใช้ใยแก้วนำแสงก็มีข้อเสียเช่นกัน:
เนื่องจากการมีอยู่ของเอฟเฟกต์แบบไม่เชิงเส้นของไฟเบอร์ที่หลากหลาย จึงเป็นเรื่องยากที่จะได้รับพลังงานสูงสุดและพลังงานพัลส์ในระบบพัลส์ ตัวอย่างเช่น สำหรับอุปกรณ์ไฟเบอร์ออปติก พลังงานไม่กี่มิลลิจูลนั้นสูงอยู่แล้วในระบบพัลส์ระดับนาโนวินาที และเลเซอร์จำนวนมากสามารถส่งพลังงานได้สูงกว่านั้น ในระบบความถี่เดียว การกระเจิงของ Brillouin ที่ถูกกระตุ้นสามารถจำกัดกำลังเอาต์พุตอย่างมาก
เนื่องจากมีอัตราขยายสูง ไฟเบอร์แอมพลิฟายเออร์จึงไวต่อการสะท้อนกลับเป็นพิเศษ เมื่อกำลังไฟสูงมาก การแก้ปัญหานี้ด้วย Faraday isolators เป็นเรื่องยาก
สถานะโพลาไรเซชันมักจะไม่เสถียร เว้นแต่จะใช้ไฟเบอร์ที่รักษาโพลาไรซ์
ข้อดีของการใช้เลเซอร์ไดโอดแบบเกนสวิตซ์เป็นเลเซอร์เมล็ดในไฟเบอร์ MOPA อุปกรณ์นี้สามารถเปรียบเทียบได้กับเลเซอร์ Q-switched ตัวอย่างเช่น ในการใช้งานในตลาดเลเซอร์ ส่วนหนึ่งของข้อได้เปรียบนี้อยู่ที่ความยืดหยุ่นของรูปแบบเอาต์พุต: ไม่เพียงแต่อัตราการเกิดซ้ำของพัลส์เท่านั้น แต่ยังสามารถปรับความยาวและรูปร่างของพัลส์ได้ และแน่นอน พลังงานพัลส์ด้วย
ปัญหาที่ต้องพิจารณาใน MOFAs คือกำลังความอิ่มตัว ซึ่งต่ำแม้ในพื้นที่โหมดขนาดใหญ่ที่มีเส้นใยหุ้มสองชั้นเมื่อเทียบกับกำลังขับปกติ ดังนั้นการสกัดด้วยพลังงานจึงมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับไฟเบอร์เลเซอร์ แม้ว่าจะใช้พลังงานจากเมล็ดค่อนข้างต่ำก็ตาม

X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept