Potentzia handiko zuntz laserrak eta anplifikadoreak

Bereziki potentzia handietarako, nukleoaren eremuak nahikoa handia izan behar du, argiaren intentsitatea oso handia izango delako, eta beste arrazoi bat da estalduraren eta nukleoaren eremuaren arteko erlazioa handia dela estaldura bikoitzeko zuntzetan, ponparen xurgapen baxua dela eta. Nukleoaren azalera zenbait mila mikrometro karratukoa denean, bideragarria da modu bakarreko zuntz nukleoa erabiltzea. Modu anitzeko zuntza erabiliz, moduaren eremua nahiko handia denean, kalitate oneko irteera-izpia lor daiteke, eta argi-uhina da nagusiki oinarrizko modua. (Ordena handiagoko moduen kitzikapena ere posible da hein batean zuntza harilkatuz, potentzia handietan modu sendoko akoplamenduaren kasua izan ezik) Modu-eremua handiagoa denez, izpiaren kalitatea ezin da jada difrakzioan mugatuta egon, baina alderatuta. to Esaterako, potentzia-intentsitate antzekoetan funtzionatzen duten haga-laseretarako, ondoriozko izpiaren kalitatea nahiko ona da oraindik.

Potentzia handiko ponparen argia nola injektatzeko hainbat aukera daude. Modurik errazena estaldura zuzenean zuntz portuan ponpatzea da. Metodo honek ez ditu zuntz osagai berezirik behar, baina potentzia handiko ponparen argiak airean hedatu behar du, batez ere aire-beira interfazea, hautsarekiko edo desegokitzearekiko oso sentikorra dena. Kasu askotan, hobe da zuntzekin akoplatutako ponpa-diodo bat erabiltzea, ponpa-argia beti zuntzean transmititu dadin. Beste aukera bat ponpa-argia zuntz pasibo batean elikatzea da (dopatu gabekoa) eta zuntz pasiboa zuntz dopatuaren inguruan biltzea, ponpa-argia pixkanaka-pixkanaka dopatutako zuntzara transferitzeko. Ponpa konbinazio gailu berezi bat erabiltzeko modu batzuk daude ponpa-zuntz batzuk eta dopatutako seinale-zuntz batzuk elkarrekin fusionatzeko. Albo-ponpatutako zuntz bobinetan (zuntz-disko laserrak) edo ponparen estalduran zirrikituetan oinarritutako beste metodo batzuk daude, ponparen argia injektatu ahal izateko. Azken teknika honek ponpa-argiaren puntu anitzeko injekzioa ahalbidetzen du, horrela karga termikoa hobeto banatuz.

2. Irudia: Estaldura bikoitzeko potentzia handiko zuntz-anplifikadorearen konfigurazio baten diagrama ponparen argia zuntz-atarian sartzen den espazio libretik. Gas beirazko interfazea zorrotz lerrokatuta eta garbi egon behar da.

Ponparen argia injektatzeko metodo guztien arteko konparazioa konplexua da, alderdi asko inplikatzen direlako: transferentziaren eraginkortasuna, distira galera, prozesatzeko erraztasuna, funtzionamendu malgua, atzealdeko isla posibleak, zuntz-nukleotik ponpa-iturburura dagoen argi-ihesketa, Mantendu aukera. polarizazioa etab.
Potentzia handiko zuntz optikoko gailuen azken garapena oso azkarra izan bada ere, oraindik garapena oztopatzen duten muga batzuk daude:
Potentzia handiko zuntz optikoko gailuen argi-intentsitatea asko hobetu da. Kalte materialen atalaseak normalean iritsi daitezke orain. Hori dela eta, modu-eremua handitu beharra dago (modu-eremu handiko zuntzak), baina metodo honek mugak ditu habe-kalitate handia behar denean.
Luzera-unitateko potentzia galera 100W/m-ko ordenara iritsi da, eta ondorioz efektu termiko handiak sortzen dira zuntzean. Ur-hoztearen erabilerak potentzia asko hobe dezake. Dopin-kontzentrazio txikiagoa duten zuntz luzeagoak hozten dira errazago, baina horrek efektu ez-linealak areagotzen ditu.
Modu bakarreko zuntzetarako, ezegonkortasun modala dago irteerako potentzia atalase jakin bat baino handiagoa denean, normalean ehun watt batzuk. Moduaren ezegonkortasunek habearen kalitatearen bat-bateko beherakada eragiten dute, hau da, zuntzaren sare termikoen eragina (espazioan azkar oszilatzen dutenak).
Zuntzaren ez-linealtasunak alderdi askotan eragiten du. CW konfigurazioan ere, Raman irabazia hain da altua (baita dezibeletan ere) non potentziaren zati garrantzitsu bat uhin-luzera luzeagoko Stokes uhinari transferitzen zaio, eta hori ezin da anplifikatu. Maiztasun bakarreko funtzionamendua Brillouin-en sakabanaketa estimulatuak asko mugatzen du. Jakina, badaude neurketa-metodo batzuk eragin hori neurri batean konpentsatu dezaketenak. Modu blokeatutako laserretan sortutako pultsu ultralaburrak, autofasearen modulazioak zabaltze efektu espektral handia sortuko du horietan. Horrez gain, polarizazio ez-linealaren biraketa injektatzeko beste arazo batzuk daude.
Goiko mugak direla eta, potentzia handiko zuntz optikoko gailuak, oro har, ez dira zorrozki potentzia gailu eskalagarritzat hartzen, ez behintzat lor daitekeen potentzia-tartetik kanpo. (Aurreko hobekuntzak ez ziren potentzia bakarreko eskalamenduarekin lortu, zuntz diseinu eta ponpa-diodo hobetuekin baizik.) Horrek ondorio garrantzitsuak ditu zuntz laser teknologia disko meheen laserrekin alderatzean. Laser Power Calibration sarreran deskribatzen da zehatzago.
Benetako potentzia eskalatu gabe ere, lan handia egin daiteke potentzia handiko laser konfigurazioak hobetzeko. Alde batetik, beharrezkoa da zuntzaren diseinua hobetzea, hala nola zuntz moduko eremu handi bat eta modu bakarreko gidaritza erabiliz, normalean kristal fotonikoaren zuntzak erabiliz lortzen dena. Zuntz-osagai asko oso garrantzitsuak dira, hala nola ponpa-akoplagailu bereziak, zuntz-tapers modu desberdinetako zuntzak konektatzeko eta zuntz hozte-gailu bereziak. Behin zuntz jakin baten potentzia-mugara iritsita, habe konposatuak beste aukera bat dira, eta teknika hau ezartzeko zuntz-konfigurazio egokiak daude. Pultsu ultralaburreko anplifikadore-sistemetarako, zuntz optikoen efektu ez-linealak murrizteko edo partzialki ustiatzeko planteamendu asko daude, hala nola espektroa zabaltzea eta ondorengo pultsu-konpresioa.