主振荡器功率放大器 | RP 系列激光分析设计软件

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主振荡器功率放大器(MOPA)是指由主激光器(或种子激光器)和光放大器组成的一种配置，以提高输出功率。一个特例是主振荡器光纤放大器（MOFA），其中功率放大器是光纤器件。

在其他情况下，MOPA 可能由固态体激光器和体放大器组成，或者由可调谐外腔二极管激光器和半导体光放大器组成。虽然MOPA配置原则上比直接产生所需输出功率的激光更复杂，但MOPA具有某些优势：

1. 如果所需的功率非常高，则使用 MOPA 代替简单的激光振荡器，可以更容易地达到所需的性能，例如线宽、波长调谐范围、光束质量或脉冲持续时间。这是因为各种性能方面与高功率的产生是分离的。这提供了额外的灵活性，例如当增益开关激光二极管（→皮秒二极管激光器）用作种子激光器时。

另请注意，避免使用额外的光学组件（例如波长调谐）可能是有利的高功率激光谐振器中的元件；通过 MOPA 架构，人们可以将它们放置在振荡器中，它们不必承受高光强度，也不会破坏功率效率等。

2. 相同的方面适用于其他类型的调制，例如强度或相位调制：调制低功率种子激光器，或者在种子激光器和功率放大器之间使用光调制器，而不是调制高功率种子激光器，可能是有利的。直接设备。较慢的功率调制可以通过调整放大器的泵浦功率来完成，而不会显着影响例如获得的脉冲持续时间或波长。

3. 现有激光器与现有放大器（或放大器链）的组合可能比开发具有更高输出功率的新激光器更简单。

4. 与激光器中的腔内强度相比，放大器中的光强度较低。

然而MOPA方法也有缺点

· 设置的复杂性更高。

· 墙壁插头的效率通常较低。然而，它也可以更高，例如，如果该方法允许从高功率级去除有损耗的光学元件。

· 由于放大源无法达到散粒噪声水平（→放大器噪声），因此产生的激光噪声往往会更高。然而，如果放大器在强饱和状态下工作，则可以抑制种子功率漂移的影响。

· MOPA 对背向反射高度敏感，背向反射在进入主激光器之前会再次被放大。这种反馈灵敏度通常只能通过在放大器后面放置法拉第隔离器来解决。特别是对于高功率脉冲设备，这可能会带来严重的限制。

MOPA 架构也用于脉冲激光源。在这种情况下，放大器可以用作能量储存器。如果来自种子激光器的脉冲提取了存储能量的很大一部分，则增益饱和的影响是相关的：放大器增益在脉冲期间下降。这可能导致时间脉冲形状变形。在一些情况下，来自种子源的脉冲形状被定制以便在放大后获得期望的脉冲形状。