Riassunto analitico
In questo lavoro presenteremo la procedura di ottimizzazione per un Master Oscillator Fiber Amplifier (MOFA), operante a 1064nm con onda pulsata. In questo tipo di configurazione, sono stati usati due stadi di amplificazione: un pre-amplificatore e un booster, entrambi i quali utilizzano fibre ottiche drogate con Ytterbio come mezzo attivo.
Questa tesi, è incentrata sull’ottimizzazione dello stadio booster. Il sistema finale deve incidere diversi tipi di materiali come acciaio inossidabile o plastica, ma l’amplificatore deve essere almeno 2.5m dal punto nel quale la lavorazione del materiale ha luogo. Questo è possibile con un cavo di trasporto in fibra, ma questa specifica comporta l’introduzione di un effetto non lineare chiamato SBS (Stimulated Brillouin Scattering), il quale limita la massima potenza in uscita. Abbiamo testato alcuni metodi per poter incrementare la soglia di potenza alla quale questo fenomeno comincia a manifestarsi. Diverse fibre attive con diverse specifiche, sono state confrontate per trovare la soluzione migliore al nostro obiettivo. Diversi problemi sono stati risolti, durante le misure effettuate sulle fibre attive, per poter migliorare le prestazioni del sistema. Infine, diversi test su diversi tipi di materiali sono stati eseguiti.
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Abstract
In this work we are going to present the optimization procedure for an high power Master Oscillator Fiber Amplifier (MOFA), operating at 1064nm in pulsed mode. In this type of configuration two amplification stages have been used: a pre-amplifier and a booster stage, which both use Ytterbium doped fibers as active medium. This work is focused on the optimization of the booster stage. The system needs to mark or engrave different types of material like stainless steel or plastic, but the amplifier needs to be at least 2.5m from where the material processing takes place. This is possible with a delivery cable, but this requirement implies the introduction of a non-linear effect called SBS (Stimulated Brillouin Scattering), which limits the achievable output power. We have tested some methods in order to increase the power threshold at which this phenomenon starts to occur. Different active fibers with different specifications have been compared in order to identify the best one for our purpose. Different problems have been solved during the testing of different fibers in order to improve the working of the entire system. In the end, different marking tests on materials, have been performed.
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