Многопроходный волоконный усилитель

Многие многопроходные усилители используют лазерные кристаллы с торцевой или боковой накачкой, а затем содержат несколько лазерных зеркал, чтобы луч проходил через кристалл несколько раз. Поскольку лучи разных каналов должны быть сильно разделены, они имеют разные угловые направления, хотя в принципе направления их распространения можно сделать параллельными, используя определенное пространственное смещение. Если кристалл относительно тонкий, различные лучи будут сильно перекрываться внутри кристалла, предельным случаем являются лазеры с тонким диском.

Рисунок 1: Схема установки многопроходного усилителя.

Когда свет разных каналов сильно перекрывается в кристалле, общее усиление примерно равно произведению количества каналов на усиление одного канала. Кроме того, уменьшится и эффективная энергия насыщения. При небольшом общем усилении оно будет уменьшаться по мере уменьшения канала.
При настройке многоканальных усилителей направления лучей обычно не лежат в одной плоскости. Дизайн и компоновка таких усилителей могут быть очень сложными вопросами.
В дополнение к усилению сигнальный пучок также испытывает другие эффекты, такие как тепловая линза или нелинейные эффекты в кристалле. В частности, тепловое линзирование может сильно повлиять на форму бокового луча; усиление рулевого управления также может иметь этот эффект. Этому эффекту (естественной расходимости луча) можно противодействовать, используя фокусирующую оптику (обычно изогнутые лазерные зеркала). Тепловые линзы также могут отклонять световые лучи, если они не проходят по центру тепловизионной линзы. Оптимальное расположение зависит от мощности насоса и мощности сигнальной лампы.
Усилители с положительной обратной связью считаются особым видом многопроходных усилителей. Здесь вместо получения нескольких каналов путем задания геометрического пути луча используются оптические переключатели. Это относится к ультракоротким импульсам, где длина импульса намного меньше, чем время прохождения туда и обратно. Таким образом, вы можете вводить импульс, позволять ему повторяться много раз, а затем выводить его. Это очень удобно для получения очень высокого общего коэффициента усиления, гораздо более осуществимого, чем многопроходные усилители с геометрическими настройками.