Development of a pulsed fiber laser for ladar system
Ladar sistemi için atımlı fiber lazer geliştirilmesi
- Tez No: 318816
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAKAN ALTAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Science and Technology, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: LADAR, fiber lazer, Erbiyum katkılı fiber lazer sistemi, atımlı lazer operasyonu, yüksek güçlü lazer, LADAR, fiber laser, erbium doped fiber laser system, pulsed laser operation, high power laser
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Lazer teknolojisi fiber lazerlerin gündeme gelmesiyle son yıllarda giderek gelişmiş ve savunma sanayinde değişik teknikleri hayata geçirmeyi mümkün kılmıştır. Bu tekniklerin başında LADAR sistemi gelmektedir. Fiber lazerlerin yüksek kararlılık ve küçük ebatlarıyla yüksek güçlere ulaşabilme özelliği LADAR sistemi için mükemmel bir kaynak oluşturmaktadır. Bu çalışmada da yüksek çözünürlüklü üç boyutlu görüntüleme özelliği sağlayan, LADAR sistemi için göze zararlı olmayan dalgaboyunda çalışan fiber lazer kaynağı geliştirilmesi esas alınacaktır.Yüksek güçlü, fibere tümleşik ve tek kipli çıkış sağlayan, göze zararlı olmayan dalgaboyu aralığında çalışan, kaynak ve yükseltici kısımlarından oluşan MOPA konfigürasyonu temeline dayanan bir sistem geliştirilmiştir. Hem Erbiyum katkılı kazanç fiberi içeren aktif kip kilitli lazer salıngacı, hem de fibere tümleşik modüle edilebilir geri beslemeli lazer diyot (DFB; distributed feedback laser), yükseltici kısmı için kullanılan kaynaklar olarak incelenmiştir. Yükseltici kısımda hem tek kılıflı Erbiyum katkılı kazanç fiberi hem de çift kılıflı Erbiyum ve Ytterbiyum katkılı kazanç fiberi kullanılmıştır. Aktif kip kilitli lazer salıngacının yükseltme işleminden sonra 1 ns atım uzunluğuna sahip ve 10 MHz tekrar frekansında 12 W ortalama optik güç, tek kipli fiber çıkışında elde edilmşitir ki bu değer 1.2 kW tepe gücüne denk gelmektedir. DFB lazer sinyalinin yükseltilmesi ile, sistemin tek kipli fiber çıkışında 100 kHz tekrar frekansında 8 ns lik atımlar 9.5 W ortalama optik güçle elde edilmiş, aynı sistemin 1 MHz tekrar frekansında yaklaşık vii 700 ps atım uzunluğu oluşturan versiyonu ise 9.2 W ortalama optik güce yükseltilmiştir. DFB lazer sonrası elde edilen bu iki durum için de hesaplanan tepe gücü yaklaşık 10 kW'tır ki bu değer tek kipli çıkışı olan fibere tümleşik yapılarda tahmin edilen en yüksek tepe gücü değeridir.Geliştirilen yüksek güç kapasitesine sahip, kompakt ve hizalama sorunu olmayan bu fiber sisteminin LADAR uygulamaları kadar göz ameliyatları, üç boyutlu silikon işleme ya da diğer malzeme işleme uygulamaları için de kullanışlı olması beklenmektedir.
Özet (Çeviri)
In recent years laser technology has increasingly developed with the use of fiber lasers and this has provided the possibility to implement different techniques in the defense industry. LADAR is at the forefront of these techniques. Fiber lasers constitute a perfect source for LADAR systems due to their excellent robustness, compact size and high-power generation capability. In this study we will explore the development of a pulsed fiber laser source for a LADAR system that can obtain high resolution 3D images in eye-safe region.A high power, all fiber integrated erbium system with strictly single mode operation in eye-safe region based on MOPA (master oscillator power amplifier) configuration with seed source and amplifier part was developed. Both the use of an actively mode locked laser with erbium doped fiber and fiber coupled modulated distributed feedback diode laser were investigated as seed sources for the amplifier part. Both erbium doped single clad fiber and erbium-ytterbium doped double clad gain fiber were used in this amplifier system. After amplification of the actively mode locked laser, 12 W of average optical power was obtained through single mode fiber with 1ns pulse duration at 10 MHz which corresponds to 1.2 kW peak power. For the fiber coupled DFB diode laser, 9.5W average power was obtained with around 8 ns duration pulses at 100 kHz and about 9.2 W average power was also obtained with around 700 ps duration pulses at 1 MHz through strictly single mode fiber at the output of the same amplifier system as was used in the actively mode locked seed source. In both cases calculated peak power was around 10 kwhich is estimated as the highest peak power for an all fiber integrated system with single mode operation.The development of such a fiber system with high power capability, compact size and free of misalignment is expected to be useful for LADAR application as well as other areas such as eye surgery, 3D silicon processing or any other material processing applications.
Benzer Tezler
- Ultra-low noise fiber laser systems and their applications
Ultra-düşük gürültülü fiber lazer sistemleri ve uygulamaları
İBRAHİM LEVENT BUDUNOĞLU
Doktora
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Bölümü
DOÇ. DR. FATİH ÖMER İLDAY
- Development of a 60W pulsed fiber laser amplifier for materials processing
Malzeme işleme için 60W darbeli fiber lazer yükselteci geliştirilmesi
YİĞİT OZAN AYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALPAN BEK
DOÇ. DR. ASAF BEHZAT ŞAHİN
- Development of a picosecond pulsed mode-locked fiber laser
Pikosaniye atımlı kip-kilitli fiber lazer geliştirilmesi
MAHMUT EMRE YAĞCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN ALTAN
UZMAN HALİL BERBEROĞLU
- Ultrashort and short pulsed fiber laser development for transparent material processing, imaging and spectroscopy applications
Transparan malzeme işleme, görüntüleme ve spektroskopi amaçlı ultra kısa ve kısa atımlı fiber lazer geliştirilmesi
SEYDİ YAVAŞ
Doktora
İngilizce
2015
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH ÖMER İLDAY
- Development of a burst mode oscillator free femtosecond fiber laser
Küme modlu osilatörsüz femtosaniye fiber lazer geliştirilmesi
HÜR DOĞA KANTOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ IHOR PAVLOV