Рисунок 12 - Спектри люмінесценції заготовок, легованих іонами для різних температур
6.3 Вплив нагрівання на ефективність генерації волоконних лазерів
Можливі два механізму впливу нагріву на ефективність волоконних лазерів. Перший з них пов'язаний зі зміною поглинання в смузі накачування. При цьому можна очікувати зменшення вихідної потужності лазера за неповного поглинання випромінювання накачування. Проте джерела, використовувані для накачування волоконних випромінювачів, як правило, складаються з набору одиночних напівпровідникових лазерів зі злегка відрізняються довжинами хвиль. Як видно з малюнка 11, нагрів приводить до розширення смуги поглинання, тому слід очікувати більш ефективного поглинання випромінювання лазерів з довжинами хвиль випромінювання, зміщеними відносно центру смуги поглинання. Останнє може компенсувати зменшення ефективності використання випромінювання діодів з оптимальною довжиною хвилі. Більш того, якщо спектр джерела накачування зміщений як ціле щодо максимуму смуги поглинання, можна очікувати збільшення ефективності лазера при нагріванні активного волоконного світловода. Таким чином, прояв даного механізму визначається конкретними характеристиками використовуваного джерела накачування.
Інший механізм пов'язаний зі збільшенням поглинання в смузі 1034 нм і відповідно в довгохвильовому краї цієї смуги. Слід очікувати, що для лазерів з довжинами хвиль випромінювання поблизу центру цієї смуги збільшення поглинання призведе до зменшення вихідної потужності волоконного лазера.
На малюнках 13, 14 і 15 показані спектри генерації лазера з різними комплектами брегговскіх решіток, підібраними так, щоб показати різні варіанти генерації.
Спектр генерації лазера з бреггівськими гратами на довжину хвилі 1064 нм показаний на малюнку 13. При кімнатній температурі лазер стабільно працює на такій довжині хвилі. Із збільшенням температури поглинання в зазначеному спектральному діапазоні зростає, що призводить до зменшення потужності генерації на цій довжині хвилі. При подальшому нагріванні лазер починає генерувати на довжині хвилі в діапазоні максимуму посиленою спонтанної люмінесценції, і оскільки резонатор в цьому випадку утворюється за рахунок Френелевскую відбиття від торців, лазер працює в імпульсному режимі.
Малюнок 13 - Спектри генерації лазерів з резонаторами, розрахованими на різні довжини хвиль випромінювання
Малюнок 14 - Спектри генерації лазерів з резонаторами, розрахованими на різні довжини хвиль випромінювання
Малюнок 15 - Спектри генерації лазерів з резонаторами, розрахованими на різні довжини хвиль випромінювання
На малюнку 14 показаний спектр генерації лазера з резонатором, утвореному бреггівськими гратами на 1150 нм. Генерація на даній довжині хвилі спостерігалася у всьому дослідженому діапазоні температур. Деяке збільшення потужності на початковій стадії нагрівання пов'язано із зменшенням інтенсивності посиленою спонтанної люмінесценції в діапазоні 1000 - 1100 нм через зростання поглинання в цій спектральній області.
На малюнку 15 показаний спектр випромінювання лазера з комплектом решіток на довжину хвилі 1180 нм. У цьому випадку при кімнатній температурі потужність люмінесценції настільки менше потужності в максимумі люмінесценції, що генерація на довжині хвилі 1180 нм не виникає, а при збільшенні потужності накачування вона виникає в обл...
