主振荡功率放大器

2021-03-19 09:16:05 浏览:966

定义

激光系统中包含一个种子激光器和一个放大输出功率的放大器。

主振荡功率放大器(MOPA)包含一个主激光器(或者称为种子激光器)和光纤放大器来放大输出功率。一个特殊的情况是主振荡光纤放大器(MOPA),其中功率放大器是光纤装置。其它的情况下,MOPA可能包含一个固态体激光器和体放大器,或者可调谐外腔二极管激光器和半导体光纤放大器。

尽管原理上MOPA结构比直接得到输出功率的激光器更加复杂,MOPA还是具有一些优势:

1、采用MOPA可以比较容易得到需要的性能,例如,在带宽、波长调谐范围、光束质量或者脉冲长度等方面,如果要求的功率很高时。因为很多性能在产生高功率时就不存在了。这给出了更多的灵活性,例如,当采用增益开关激光二极管作为种子激光器时。

2、也适用于其它的调制方式,例如功率或者相位调制:调制低功率种子激光器比较方便,或者在激光器和功率放大器之间采用光调制器,而不是直接调制高功率装置。调整放大器泵浦功率进行功率调制更慢一些,不会显著影响得到的脉冲长度或者波长。

3、将已有的激光器和放大器(放大器链)结合在一起比发展一种新的高功率激光器更简单。

4、在放大器中的光强较低,相比于激光强中的光强来说。

然而,MOPA也存在一些缺点:

1、装置的复杂性更高;

2、电光转换效率更低;

3、激光器噪声更高,因为被放大的源不能达到散粒噪声级别。种子功率的偏移效应会被抑制,但是需要放大器工作在很强的饱和区域;

4、MOPA对背向反射很敏感,反射的波在进入主激光器前会被再次放大。只有在放大器后面放置法拉第隔离器才能消除反馈的影响。尤其对于高功率脉冲装置,这可以引入很强的限制效应。

MOPA结构也被用于脉冲激光器源。在这种情况下,放大器被用作储能器。如果脉冲从种子激光器中提取了很大一个部分的储存能量,增益饱和效应需要考虑了:放大器增益在脉冲存在期间下降。这会使时间脉冲形状发生畸变。在有些情况下,种子源中得到的脉冲形状会被修改来得到想要的放大后的脉冲形状。

参阅:放大器、主振荡光纤放大器、放大器噪声

放大器

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