Этот волоконно-лазерный набор предлагает множество экспериментальных характеристик. В качестве начального измерения рекомендуется характеристика лазера накачки с длиной волны 980 нм относительно тока диода или профиля пучка. Измерены характеристики наклона характеристических параметров лазера и лазерный порог. Связывая свет накачки с эрбиевыми волокнами, можно исследовать поглощающие и флуоресцентные свойства.

Благодаря использованию резонаторного зеркала реализован линейный эрбиевый волоконный лазер. Закрывая резонатор для кольца, строится волоконный кольцевой лазер. Оба типа могут быть исследованы по нескольким параметрам, например, по длине активного волокна (предусмотрены четыре разные длины эрбиевых волокон), величине потерь (изменяемых в 11 шагов), мощности накачки и так далее. Кольцевой лазер может работать в двух направлениях. Оптический диод допускает однонаправленную работу как в направлении, так и против направления накачки. Диодный контроллер накачки содержит внутренний модулятор для прямоугольной и треугольной модуляции тока накачки, который позволяет исследовать как статические, так и динамические лазерные процессы. Измеренные сигналы усиливаются встроенным фотодиодным усилителем и могут отображаться на осциллографе (опционально доступен на eLas).

Если имеется лазерный источник 1,55 мкм (опционально предлагается eLas: CA-1241 EDFA), можно изучить взаимодействие этого лазерного излучения с эрбиевыми волокнами. При одновременной накачке волокон при 980 нм реализуется и может быть исследован волоконный усилитель на основе эрбия (EDFA). Возможны некоторые измерения EDFA, касающиеся длины волокна, мощности лазера накачки, мощности лазерного сигнала, направления накачки и т. д.

Образовательные цели исследования

• Поглощение / эмиссия усиливающей среды
• Оптическая накачка и насыщение поглощения
• время жизни флуоресценции
• Лазерный порог
• Эффективность наклона
• Лазерная пайка
• Введение потерь
• Динамическое поведение лазера
• С удлинителем: легированное эрбием волокно
• Эрбиевый волоконный усилитель (EDFA)

Настройка и компоненты

1 опорная плита 700 х 500 мм

2 Лазерный диод с волоконно-оптической связью 980 нм / 100 мВт, встроенный в контроллер лазерного диода LDS 1200 со встроенным фотоусилителем, модулятором тока и регулятором температуры

3 мультиплексора с разделением по длине волны 980/1550 нм

4 Волоконный барабан с четырьмя эрбиевыми волокнами (1 - 4 м)

5 Оптический диод для 1550 нм

6 пара волоконных коллиматоров в θ, ϕ регулировочных держателях для линии свободного луча

7 ступенчатый фильтр плотности с 11 ступенями на слайде

8 пара фотодетекторов Si-PIN и InGaAs в регулировочных держателях XY

9 Плоское зеркало в креплении (не показано)

10 Комплект одномодовых соединительных кабелей (не показаны)

11 Инфракрасная детекторная карта 800 - 1600 нм (не показана)

12 Набор для чистки оптики (не показан)

13 Руководство пользователя (не показано)

 Расширение CA-1241 EDFA содержит

1 волоконный лазерный диод 1550 нм / 1 мВт

2 Лазерный диодный контроллер LDS 1200 со встроенным фотоусилителем, модулятором тока и регулятором температуры

3 Комплект кабелей и волоконно-оптического оборудования

Измерения и обработка

• Выходная мощность лазерного диода накачки в зависимости от тока

Выходная мощность диодного лазера накачки при 980 нм измеряется как функция тока диода. Для этого используется режим линейной модуляции диодного контроллера LDS 1200. Порог лазера и эффективность наклона получены из этого измерения.

• Поглощение накачки лазерным светом

Пропускание света накачки через волокна эрбия обнаружено. При применении прямоугольной модуляции тока диода поглощение света накачки (980 нм) ионами эрбия волокон можно рассматривать как функцию времени и длины волокна. Достижение плато в сигнале передачи указывает на насыщение поглощающих центров.

Верхняя кривая: ток диода накачки как функция времени

Нижняя кривая: измеренная мощность накачки через эрбиевые волокна 1 - 4 м (вверх-вниз) как функция времени.

• Флуоресценция при 1550 нм

В качестве активной среды эрбиевые центры в волокне проявляют флуоресценцию. Эта флуоресценция наблюдается при накачке волокон на длине волны 980 нм и может быть исследована как функция тока диода накачки и как функция длины волокна. По кривым затухания флуоресценции можно измерить время жизни флуоресценции возбужденного состояния ионов эрбия.

• Волоконный лазерный генератор

Когда волоконный лазер находится в резонансе, а ток диода накачки имеет прямоугольную модуляцию, можно наблюдать пусковые колебания излучения лазера. Амплитуда сигнала, сила демпфирования или начало сигнала могут быть измерены. Исследовано влияние изменения мощности накачки, переключения на другую длину волокна Erbium (для указанных длин) или изменения коэффициента выходной связи (возможно 11 шагов) на эти параметры.

Верхняя кривая: ток диода накачки

Нижняя кривая: эрбиевый лазерный сигнал.

• Волоконный лазер

Выходная мощность волоконного лазера при 1550 нм может быть измерена как функция тока диода. Используя линейную модуляцию вместе с функцией смещения LDS 1200 для настройки тока диода накачки, лазерное излучение также может быть измерено непосредственно как функция мощности диода накачки. Порог лазера и эффективность наклона получены из этого измерения. Также здесь изменение длины активного волокна или коэффициента выходной связи обеспечивает множество вариантов измерения.

• Линейная или кольцевая лазерная операция / оптический диод

Закрывая все оптоволоконные разъемы, лазер образует кольцевой резонатор. Оптический диод заставляет лазер работать в направлении по часовой стрелке (по часовой стрелке) или против часовой стрелки (по часовой стрелке), соответственно. Одновременное излучение в непрерывном и непрерывном направлениях достигается путем обхода оптического диода.

Если лазерное кольцо прервано и предоставленное зеркало резонатора используется для обратной связи сигнала, лазер может работать в линейной конфигурации. Здесь снова могут быть рассмотрены уже упомянутые изменения длины активного волокна, коэффициента выходной связи или мощности накачки.