Wyniki 1-5 spośród 5 dla zapytania: authorDesc:"MARCIN KOCHANOWICZ"

Generacja promieniowania wzajemnie koherentnego w aktywnym światłowodzie wielordzeniowym

Czytaj za darmo! »

Powszechność stosowania laserów półprzewodnikowych jako pomp optycznych oraz obserwowany ostatnio rozwój technologii wytwarzania światłowodów domieszkowanych jonami ziem rzadkich umożliwił powstawanie różnych konstrukcji laserów włóknowych dużej mocy. Lasery tego typu ze względu na wyróżniające je właściwości, takie jak: wysokie wzmocnienie, niski próg wzbudzenia, duża sprawność, doskonała jakość wiązki oraz brak konieczności chłodzenia (poza przypadkami ekstremalnymi), są przedmiotem intensywnych prac badawczych. Osiągnięty w ostatnim okresie postęp spowodował, że stały się one jedną z podstawowych konstrukcji laserów ciała stałego [1-6]. Zdolność ośrodka czynnego do gromadzenia energii zależy od jego objętości oraz koncentracji domieszki ziemi rzadkiej. Niestety oba te param[...]

Transfer energii w szkłach tlenkowo-flourkowych na bazie SiO2 domieszkowanych jonami Nd3+ i Yb3+


  Szkła optyczne domieszkowane podwójnie trójwartościowymi jonami ziem rzadkich znajdują szeroki wachlarz zastosowań w optoelektronice. Układy zbudowanea jonach Nd3+ i Yb3+ początkowo stosowano do poprawy sprawności ogniw słonecznych [1]. Dzięki silnej absorpcji na długości fali 580 nm odpowiadającej przejściu 4I9/2→4G5/2, 2G7/2 jon neodymu pracuje jako wysoce skuteczny absorber promieniowania słonecznego. Zjawisko bezpromienistego przekazania energii, zachodzące pomiędzy Nd3+→Yb3+ prowadzi do emisji z poziomu 2F5/2 iterbu. Dopasowanie przerwy energetycznej ogniw słonecznych (9182 cm-1) do różnicy energii poziomów starkowskich jonu iterbu umożliwia wysoką sprawność pochłaniania energii słonecznej [2]. Dodatkowo ze względu na wysoką sprawność kwantową, jony Yb3+ stosuje się w układach z up-konwersją do wzbudzania linii fluorescencji pierwiastków takich jak Er3+, Tm3+, Tb3+ [3-5]. W celu zwiększenia sprawność pompowania wymienionych układów, jako trzeci składnik stosuje się jony Nd3+ charakteryzujące się dużą wartością przekroju czynnego na emisję oraz silnym pasmem absorpcyjnym ok. 800 nm [7]. Przejście 2I9/2→4F5/2 umożliwia stosowanie jako źródeł wzbudzenia diod laserowych emitujących promieniowanie o długości fali λp=808 nm. W tym przypadku iterb pełni rolę pośrednika w wymianie energii miedzy oddziaływującymi jonami domieszki [8,9]. Mechanizm transferu energii zachodzący w matrycach szklistych, jest również z powodzeniem wykorzystywany w telekomunikacji przy budowie prazeodymowych wzmacniaczy włóknowych PDFA sensybilizowanych jonami Yb3+. Szerokie i silne pasmo absorpcji iterbu pozwala na skrócenie potrzebnej długości światłowodu oraz umożliwia pompowanie w szerokim zakresie widma, uzyskując wysoką sprawność generacji w drugim oknie telekomunikacyjnym [6, 11]. Dopasowanie spektralne jonów domieszki wiąże się z uzyskaniem szerokiego widma luminescencji. Fakt ten pozwala projektować lasery światłowodow[...]

Światłowody aktywne ze szkieł fosforowych

Czytaj za darmo! »

Szybki rozwój laserów włóknowych wynikał głównie z ich parametrów takich jak: dobra jakość wiązki laserowej (parametr M2 bliski jedności), łatwe odprowadzenie ciepła czy duża wydajność konwersji [1]. Rozwój laserów włóknowych rozpoczął się z chwilą opanowania technologii pompowania diodowego. W klasycznym włóknie, uzyskanie jednomodowego lasera włóknowego wymagało jednak stosowania rdzenia a[...]

Wpływ parametrów konstrukcyjnych aktywnego światłowodu wielordzeniowego na jakość generowanego promieniowania


  Dynamiczny rozwój technologii wytwarzania światłowodów domieszkowanych jonami ziem rzadkich umożliwił powstawanie różnych konstrukcji laserów włóknowych dużej mocy [1-10]. Pomimo swoich zalet, klasyczna już konstrukcja aktywnych światłowodów dwupłaszczowych, wykorzystywanych do budowy laserów włóknowych dużej mocy, posiada określone ograniczenia [1]. Energia impulsu zależy od energii zgromadzonej w ośrodku aktywnym, która to z kolei ograniczona jest przez zawartość domieszki czynnej i objętość aktywnego rdzenia oraz zjawisko wzmocnionej emisji spontanicznej ASE (ang. Amplified Spontaneous Emission). Dodatkowo, stosunkowo małe pole powierzchni przekroju aktywnego rdzenia, klasycznych światłowodów aktywnych, sprzyja przekroczeniu gęstości mocy, przy której pojawiają się niepożądane zjawiska nieliniowe (m.in. wymuszone rozproszenie Ramana, wymuszone rozpraszanie Brillouina oraz samomodulacja fazy). Lasery włóknowe wykorzystujące dwupłaszczowe światłowody wielordzeniowe otwierają nowe możliwości w zakresie konstrukcji krótkich laserów włóknowych dużej mocy. We włóknach tego typu zgromadzona ilość jonów domieszki ziemi rzadkiej jest N-krotnie (N - liczba rdzeni) większa niż w klasycznym światłowodzie z jednym rdzeniem. Fakt ten umożliwia redukcję długości włókna niezbędnej do absorpcji promieniowania pompującego. Jeżeli promieniowanie generowane w poszczególnych rdzeniach jest wzajemnie koherentne to na obraz dyfrakcyjny wiązki laserowej w polu dalekim składa się centralnie położony pik o dużym natężeniu i małej rozbieżności (supermod) oraz symetrycznie rozłożone listki boczne o znacznie mniejszym natężeniu (rys. 1). W artykule przedstawiono analizę jakości wiązki laserowej, laserów włóknowych zbudowanych na bazie wytworzonych przez autorów różnych konstrukcji aktywnych światłowodów wielordzeniowych. Przeanalizowano również wpływ pojawiających się wskutek różnych czynników odchyleń fazy na współczynnik jakości wiązki laserowej [...]

Szkło fluorokrzemianowe podwójnie domieszkowane jonami Nd3+/Yb3+ do budowy światłowodów wielordzeniowych

Czytaj za darmo! »

Potrzeba wzrostu mocy generowanej przez lasery włóknowe wymusza poszukiwania nowych konstrukcji światłowodów aktywnych, jak również budowę skomplikowanych układów laserów [1÷13]. Dwupłaszczowe światłowody wielordzeniowe otwierają nowe możliwości w zakresie konstrukcji krótkich laserów włóknowych dużej mocy. We włóknach tego typu zgromadzona liczba jonów domieszki pierwiastków ziemi rzadkiej jest N-krotnie większa (N - liczba rdzeni) niż w klasycznym światłowodzie z jednym rdzeniem. Ponadto umieszczenie w płaszczu wielu rdzeni umożliwia N-krotną (N - liczba rdzeni) redukcję długości światłowodu niezbędnej do absorpcji promieniowania pompy. Jeżeli promieniowanie generowane w poszczególnych rdzeniach jest wzajemnie koherentne, to w obszarze dalekiego pola elektromagnetycznego uzyskuje się centralnie położony pik laserowy o dużym natężeniu i małej rozbieżności (super-mod) oraz symetrycznie rozłożone listki boczne o znacznie mniejszym natężeniu. Rozbieżność kątowa centralnego piku zmniejsza się proporcjonalnie do liczby emiterów (elementów macierzy) generujących promieniowanie wzajemnie koherentne, co wynika ze zjawiska interferencji [11÷13]. Mając na uwadze zakres spektralny ok. 1 μm, możliwym rozwiązaniem materiału na rdzenie światłowodu jest wybór szkieł krzemianowych domieszkowanych jonami Nd3+ lub Yb3+. Szkła te, jak wiadomo, charakteryzują się dobrymi właściwościami optycznymi, mechanicznymi i termicznymi. Dodatkowa modyfikacja osnowy tlenkowej fluorkiem zwiększa zdolność do akceptowania pierwiastków ziem rzadkich bez zjawiska klasterowania [14]. Umieszczenie w matrycy szklistej dwóch domieszek aktywnych Nd3+/Yb3+ otwiera nowe możliwości w zakresie konstrukcji światłowodów wielordzeniowych emitujących promieniowanie w zakresie 1 μm. W światłowodach tego typu w wyniku złożenia pasm luminescencji pochodzących od poszczególnych pierwiastków ziem rzadkich jest możliwe uzyskanie szerokiego spektrum emitowanego promienio[...]

 Strona 1