Автоматизация режима блокировки в нелинейной поляризации Вращение волоконного лазера через выход поляризационных измерений

Цель данной статьи состоит в том, чтобы представить процедуру выравнивания автоматизации для получения режима синхронизации мод (ML) в нелинейной поляризации лазеров вращения волокна. Эта процедура основана на двух основных этапов: определение режима ML путем измерения поляризации выходного сигнала лазерного излучения, а затем наладку систему управления самозапуска, чтобы добраться до ML.

Волоконные лазеры стали важным инструментом в оптике в настоящее время. Они являются эффективным источником когерентного ближнего инфракрасного света, и в настоящее время они проходящее в середине инфракрасной части электромагнитного спектра. Их низкая стоимость и простота использования сделали их привлекательной альтернативой другим источникам когерентного света, таких как твердотельных лазеров. Волоконные лазеры могут также обеспечить ультракоротких импульсов (100 фс или менее), когда механизм ML вставлен в полость волокна. Есть много способов создания такого механизма ML, такие как нелинейные зеркала петель и насыщающихся поглотителей. Один из них, широко используется Fили его простота, основана на нелинейной вращения плоскости поляризации (NPR) сигнала ^1,2. Он использует тот факт, что эллипс поляризации сигнала испытывает поворот пропорционально его интенсивности по мере распространения в волокнах резонатора лазера. Вставив поляризатор в полости, это приводит к NPR, зависящей от интенсивности потерь во время туда и обратно сигнала.

Лазер может быть вынужден ML путем контроля состояния поляризации. Эффективно, высокие мощности части сигнала будут подвергнуты снизить потери (рисунок 1) , и это в конечном итоге приведет к образованию ультракоротких импульсов света , когда лазер включен и начинается от шумного сигнала с низким энергопотреблением. Однако недостатком этого метода является то, что состояние поляризации контроллер (PSC) должны быть выровнены, чтобы получить ML. Как правило, оператор находит ML вручную путем изменения положения PSC и анализа выходного сигнала лазера с быстрым рhotodiode, оптический анализатор спектра или нелинейный оптический автокоррелятор. Как только излучение импульсов обнаружен, то оператор прекращает изменения положения ККП, так как лазер МЛ. Очевидно, что получение лазера к самозапуска автоматически приводит к важному выигрыш в эффективности. Это особенно актуально, когда лазер подвергается возмущениям, изменяющих выравнивание или конфигурацию полости, поскольку оператор должен снова и снова пройти процедуру выравнивания. В последнее десятилетие различные методы были предложены для достижения этой автоматизации. Hellwig и др. ³ использовали пьезоэлектрические соковыжималки для контроля поляризации в сочетании с полным анализом состояния поляризации сигнала с полностью волоконной разделением от амплитуды поляриметре для обнаружения ML. Radnarotov и др. ⁴ использовали ЧОК жидкокристаллические пластины с анализом на основе радиочастотного спектра для обнаружения ML. Shen и др. ⁵ использовали пьезоэлектрические соковыжималкиконтролировать поляризацию и фотодиод / высокоскоростного счетчика системы для обнаружения ML. Совсем недавно была представлена ​​стратегия на основе эволюционного алгоритма, в котором обнаружение обеспечивается фотодиода с высокой пропускной способностью в сочетании с intensimetric автокорреляторе второго порядка и оптический анализатор спектра. Контроль Затем выполняется с двумя электронным способом приводом ЧОК внутри полости ^6.

В данной статье описывается новый способ обнаружения ML и его применение к технике автоматизации принуждая волоконный лазер на ML. Обнаружение ML лазера достигается путем анализа того, как состояние поляризации выхода сигнала изменяется угол ККП заметен. Как будет показано далее, переход к ML связано с внезапным изменением состояния поляризации обнаруживаемого путем измерения одного из параметров Стокса выходного сигнала. Тот факт, что импульс является более интенсивным, чем сигнал CW и будет проходить более важную NPR ехрlains это изменение. Поскольку выход лазера непосредственно расположен перед поляризатора в полости, состояние поляризации импульса на этом месте , отличном от состояния поляризации сигнала CW (рисунок 2) и будет использоваться для различения состояния ML. Были представлены теоретические аспекты этой процедуры и ее первой экспериментальной реализации в Оливье и др. ^7. В этой статье основное внимание будет уделено техническим аспектам процедуры, ее ограничения и ее преимущества.

Этот метод относительно прост в реализации и не требует сложных измерительных приборов для определения состояния ML и автоматизировать выравнивание лазера, чтобы получить ML. ККП регулируемые снаружи через программируемый интерфейс требуется. Различные ЧОК могут быть использованы в принципе: пьезоэлектрические соковыжималки, жидкий кристалл, волновые пластины во вращение двигателем, магнитооптических кристаллов или моторизованной цельноволоконный на основе PSC Oп сжатие и скручивание волокна ^8. В этой статье используется последняя, ​​все-волокна моторизованные Яо типа PSC. Для определения состояния поляризации дорогой коммерческий поляриметр может использоваться. Тем не менее, так как только значение первого параметра Стокса требуется, поляризационный расщепитель луча в комбинации с двумя фотодиодов будет достаточно, как показано в этой статье.

Все эти компоненты недороги для широко используемых эрбиевых волоконных лазеров. Контур обратной связи на основе этой процедуры можно найти ML в течение нескольких минут. На этот раз ответ подходит для большинства применений волоконных лазеров и сравнима с другими существующими методами. На самом деле, время отклика ограничена электроникой, используемых для анализа поляризации сигнала. Наконец, хотя эта процедура применяется здесь к эрбием волоконного лазера симиляритона ^9, он может быть использован для любого волоконного лазера на основе НПР как только вышеупомянутого оборудования или его equivalenт становится доступным на длине волны, представляющей интерес.