Amplificatore in fibra multipasso

Molti amplificatori multipass utilizzano cristalli laser, che sono pompati all'estremità o pompati lateralmente, e quindi contengono un numero di specchi laser per far passare il raggio attraverso il cristallo più volte. Poiché i fasci di diversi canali devono essere molto separati, essi hanno direzioni angolari diverse, sebbene in linea di principio le loro direzioni di propagazione possano essere rese parallele utilizzando uno specifico offset spaziale. Se il cristallo è relativamente sottile, i diversi fasci si sovrapporranno fortemente all'interno del cristallo, il caso limite sono i laser a disco sottile.

Figura 1: Schema della configurazione dell'amplificatore multi-pass.

Quando la luce di diversi canali si sovrappone fortemente nel cristallo, il guadagno complessivo è approssimativamente uguale al prodotto del numero di canali e del guadagno di un singolo canale. Inoltre, anche l'energia di saturazione effettiva diminuirà. Per un piccolo guadagno complessivo, diminuirà man mano che il canale diminuisce.
Quando si impostano amplificatori con molti canali, le direzioni dei raggi di solito non sono sullo stesso piano. La progettazione e la disposizione di tali amplificatori possono essere questioni molto complesse.
Oltre ad essere amplificato, il raggio del segnale subisce anche altri effetti, come la lente termica o effetti non lineari nel cristallo. Le lenti termiche, in particolare, possono influenzare notevolmente la forma del raggio laterale; anche lo sterzo del guadagno può avere questo effetto. Questo effetto (divergenza naturale del raggio) può essere contrastato incorporando ottiche di focalizzazione (solitamente specchi laser curvi). Le lenti termiche possono anche deviare i raggi di luce se non viaggiano lungo il centro della lente termica. La disposizione ottimale dipende dalla potenza della pompa e dalla potenza della spia luminosa.
Gli amplificatori a feedback positivo sono considerati un tipo speciale di amplificatore multipass. Qui, invece di ottenere più canali impostando il percorso geometrico del raggio, vengono utilizzati interruttori ottici. Questo vale per gli impulsi ultracorti, in cui la lunghezza dell'impulso è molto inferiore al tempo di andata e ritorno. Quindi puoi iniettare un impulso, lasciarlo ciclare molte volte e poi emetterlo. Questo è molto conveniente per ottenere un guadagno complessivo molto elevato, molto più fattibile rispetto agli amplificatori multipass con configurazioni geometriche.