بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله یک پیش تقویت کننده فیبري آلاییده به اربیوم، بهمنظور تقویت پالسهاي 53 فمتوثانیه با نرخ تکرار 28 مگاهرتز در ناحیه زیر اشباع و انرژي ورودي 114 پیکوژول ، طراحی و ساخته شده است. پالسهاي تولیدي داراي انرژي 1/39 نانوژول و پهناي زمانی 120 فمتو ثانیه میباشند. یکی از روشهاي دستیابی به پالسهاي فوق کوتاه با انرژي و نرخ تکرار بالا، تقویت پالسهاي فوق کوتاه بدست آمده از نوسانسازهاي با انرژي پایین و نرخ تکرار بالا - بیش از - ~1KHz میباشد. با این حال، به دلیل مسائل تکنیکی مانند کاهش نویز و ASE، باید پیش از ورود پالسها به تقویتکننده اصلی انرژي آنها را در پیش تقویتکنندهها بالا ببریم. در این مقاله ساخت یک پیشتقویتکننده تمام فیبري، با آلایش اربیوم جهت تقویت پالسهاي 53 فمتوثانیهاي و با انرژي 114 پیکوژول گزارش شده است.
تئوري
تقویتکنندههاي فیبري با آلایش اربیوم در طول موج پمپاژ 980 نانومتر را عموما با سیستم دوترازه توصیف میکنند .[4] به واسطه بالا بودن نرخ تکرار، معا دلات نرخ در حالت پایا حل میشوند. تفاوت اصلی این مسئله با حالت سیگنال پیوسته، در این است که سیگنال دیگر تک طول موج نبوده و باید به صورت پهنباند در نظر گرفته شود. به دلیل متفاوت بودن پارامترهاي سطح مقطع جذب و گسیل در طول موجهاي مختلف، توان ASE و سیگنال به مولفههاي طیفی 1 نانو متري تقسیم و براي هر مولفه، معادله دیفرانسیلی جداگانهاي حل میشود.
اصول کارکرد و چیدمان آزمایش:
پالس ورودي تقویتکننده، از یک لیزر تمام فیبري فمتوثانیه، که قبلا در آزمایشگ اه مولفین ساخته شدهاست، تامین میشود. این لیزر از یک کاواك تک سویه که با روش چرخش قطبش غیرخطی به صورت غیرفعال قفل مدي میشود، تشکیل شده است .[6] شماتیک نوسان ساز در شکل 2 نشان دادهشده است. محیط فعال لیزر از طریق کوپلر WDM با یک لیزر دیود در طولموج 980 نانومتر بهصور ت رو به جلو پمپ میشود. فرآیند قفلمدي با تنظیم دقیق دو کنترلکننده قطبش آغاز میگردد. سیگنال خروجی لیزر، پالسهاي با پهناي زمانی حدود 53 فمتوثانیه و انرژي 114 پیکوژول، در نرخ تکرار 28 مگاهرتز میباشد. طیف پالسهاي تولیدي در شکل 3 نشان داده شده است. همانطور که مشاهده میگردد، پهناي طیفی هر پالس در حدود 70 نانومتر میباشد.
نتایج
شکل 7 میزان تغییرات توان خروجی تقویتکننده بر حسب توان پمپاژ در هر دو نوع پیکربندي که بهصورت عددي و تجربی محاسبه شدهاند را نشان میدهد. همانطور که مشاهده میگردد توان متوسط سیگنال به دست آمده در پیکربندي پمپاژ رو به عقب بیشتر میباشد. این بد ان دلیل است که در حالت پمپاژ رو به عقب، در انتهاي مسیر که سیگنال قويتر میباشد، وارونگی جمعیت بیشتري وجود داشته و در نتیجه تقویت بهتري انجام خواهد شد.
