섬유 레이저 시드 소스와 정밀 감지 분야에서높은 전력 출력과 효율적인 섬유 결합 사이의 완벽한 균형을 달성하는 것은 오랫동안 반도체 레이저 설계의 "깊은 물 구역"이었습니다.전통적인 광대파 유도 레이저는 높은 전력 잠재력을 가지고 있습니다.하지만 그들의 극히 낮은 광학 격리 요인은 종종 레이저 진동을 방지합니다.어떻게 하면 효율적인 단일 모드 출력을 달성하면서 폭 넓은 설계의 구조적 장점을 유지하기 위해 이러한 물리적 교착점을 극복할 수 있을까요?
일반적인 1064nm 슬래브 결합 광학 파도 유도 레이저에서 엔지니어들은 일반적으로 넓은 리지 파도 유도 (wg그러나 마르카틸리 이론에 따르면 넓은 기?? 으로 단일 모드 동작을 유지하는 것은 비례적으로 더 큰 효과적 슬랩 두께를 필요로 한다.이것은 필연적으로 기본 모드 에너지를 분산시킵니다., 광적 격리 요인을 9.9088 × 10−5으로 낮추는 이러한 구성에서 빛 필드 분포는 활성 영역에서 심각하게 벗어납니다.레이저가 문턱에 도달하는 것을 막기.
이 과제를 해결하기 위해 연구자들은 혁신적인 접근법을 개발했습니다. 전통적인 플라브 파도 안내기에 광성 결정 구조를 삽입하는 것입니다.저 굴절률 Al의 10층을 정확하게 삽입함으로써0.3GaAs가 N형 파도 선도층으로 들어가면서 연구팀은 파도 선도체의 굴절 지수 분포를 성공적으로 수정했습니다.
1정밀 광장 제어:주기적 변조는 통제되지 않은 빛 확산을 방지하고, 대신 활성 영역으로 현장을 효과적으로 안내합니다. 시뮬레이션 데이터는 광적 격리 요인이 9에서 도약한 것을 보여줍니다.9088 × 10−5에서 0.009468 ∙ 레이저 임계값에 충분한 에너지를 공급합니다.
2더 높은 순위 모드 필터링:광성 결정은 "빛 집중기"일 뿐만 아니라 필터로도 작용합니다.구조는 상위 계층 모드를 자동으로 필터하는 완전한 주기적 굴절 지수 분포를 형성합니다., 넓은 경사에도 불구하고 순수한 단일 모드 작동을 보장합니다.
엄격한 최적화 후, 디자인은 예외적인 빔 품질을 보여줍니다. 레이저는 12.9 ° (횡단) 및 18 °의 전체 폭에서 최대 절반 (FWHM) 먼 필드 분차 각을 달성합니다.3° (옆), 거의 완벽한 원형 점 분포와 함께.이 특징은 단일 모드 섬유로 직접 턱 결합을 가능하게 하며 복잡한 렌즈 시스템을 제거하고 섬유 레이저 시스템의 통합 복잡성과 비용을 크게 줄입니다..
현재의 재료 구성과 층 두께 매개 변수들은 이 개념의 실현 가능성을 검증했습니다.전체 매개 변수 스캔과 낮은 지표층의 재료 구성을 최적화하는 미래 작업, 삽입 수 및 두께는 광적 격리 요인을 더욱 향상시키고 모드 필드 분포를 향상시킬 수 있습니다.이 광학 결정 공학으로 만들어진 광선 광선 광선 선도체 설계는 다음 세대의 고성능 반도체 레이저의 진화 경로를 명확하게 보여줍니다.
