【Talbot結合マルチコアファイバーレーザー】

最初に試作したのは図にあるような19コアのマルチモードファイバーレである。コア径7.9μmのコアを19本、11ミクロン間隔で配置した。最初に計算を行なったところ、19コアが位相同期したスーパーモードが実現すれば、遠視野像としては回折限界の単一スポットを結ぶことを確認した。全体がin-phase、すなわち同位相になれば、19本のマルチコアは近視野像として存在するだけで、無限遠から同じ位相で到達する光源の像を示す遠視野像は当然、単一スポットとなる。ただし、近視野にマスクをかけた影響の回折リングは避けられないが、コア数が多いので、計算図でははっきり見えないレベルになった。実験は半導体レーザーで励起し、反対側の端面からTalbot長に当る100μmの位置に全反射鏡をおいて発振させた。波長選択ミラーDMで観測した近視野像と遠視野像の実験結果を計算結果と並べて示してある。発振しきい値以下のASEレベル(左側)の近視野像では19コアが明瞭に分離されており、遠視野像も全体がぼやっとしています。一方、最大出力6.37W時には、近視野像でも中心部が強くなっており、遠視野像の集光能力が上がっていることが見て取れる。さらにビーム広がり角を計測した結果では、励起光を増加させた場合でも全体として一つのビームで発生しており、ビーム広がり角は一定のまま出力増大が実現されたという結果を得た。ただし、近視野像に見るように、位相同期されると、全体として一つのモードとして発 振するため、中心コアの強度が必然的に高くなり、中心コアの損傷強度で出力が制限されることが判明した。このことから、マルチコアファイバーの場合、すべてのコアが平等な出力分担をする配置にすることが必要だということが分かった。ただただ高密度にコアを詰め込むデザインは拡張性がない。

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