Amplificador de fibra multipaso

Muchos amplificadores multipaso utilizan cristales láser, que se bombean por el extremo o lateralmente, y luego contienen una serie de espejos láser para hacer que el haz pase a través del cristal varias veces. Dado que los haces de diferentes canales deben estar muy separados, tienen diferentes direcciones angulares, aunque en principio sus direcciones de propagación pueden hacerse paralelas utilizando un desplazamiento espacial específico. Si el cristal es relativamente delgado, los diferentes haces se superpondrán fuertemente dentro del cristal, siendo el caso límite los láseres de disco delgado.

Figura 1: Esquema de la configuración del amplificador multipaso.

Cuando la luz de diferentes canales se superpone fuertemente en el cristal, la ganancia total es aproximadamente igual al producto del número de canales y la ganancia de un solo canal. Además, la energía de saturación efectiva también disminuirá. Para una ganancia general pequeña, disminuirá a medida que disminuya el canal.
Cuando se configuran amplificadores con muchos canales, las direcciones de los haces no suelen estar en el mismo plano. El diseño y la disposición de tales amplificadores pueden ser cuestiones muy complejas.
Además de amplificarse, el haz de la señal también experimenta otros efectos, como lentes térmicas o efectos no lineales en el cristal. Las lentes térmicas en particular pueden afectar en gran medida la forma del haz lateral; el control de ganancia también puede tener este efecto. Este efecto (divergencia natural del haz) se puede contrarrestar incorporando ópticas de enfoque (generalmente espejos láser curvos). Las lentes térmicas también pueden desviar los rayos de luz si no viajan a lo largo del centro de la lente térmica. La disposición óptima depende de la potencia de la bomba y de la potencia de la señal luminosa.
Los amplificadores de retroalimentación positiva se consideran un tipo especial de amplificador multipaso. Aquí, en lugar de obtener múltiples canales estableciendo la trayectoria geométrica del haz, se utilizan interruptores ópticos. Esto se aplica a pulsos ultracortos, donde la longitud del pulso es mucho menor que el tiempo de ida y vuelta. Entonces puede inyectar un pulso, dejar que cicle muchas veces y luego enviarlo. Esto es muy conveniente para obtener una ganancia general muy alta, mucho más factible que los amplificadores multipaso con configuraciones geométricas.