Illum, se nintroduċu laser "monokromatiku" fil-laser tal-linja tal-linja dejqa. L-emerġenza tagħha timla l-lakuni f'ħafna oqsma ta 'applikazzjoni tal-lejżer, u f'dawn l-aħħar snin intuża ħafna fid-detezzjoni tal-mewġ gravitazzjonali, lidar, sensing distribwit, komunikazzjoni ottika koerenti b'veloċità għolja u oqsma oħra, li hija "missjoni" li ma tistax titlesta biss billi ttejjeb l-enerġija bil-lejżer.
X'inhu laser tal-linja tal-linja dejqa?
It-terminu "wisa 'tal-linja" jirreferi għall-wisa' tal-linja spettrali tal-laser fid-dominju tal-frekwenza, li ġeneralment huwa kwantifikat f'termini tal-wisa 'sħiħa tal-quċċata tal-ispettru (FWHM). Il-wisa 'tal-linja hija affettwata prinċipalment mir-radjazzjoni spontanja ta' atomi jew joni eċċitati, ħoss ta 'fażi, vibrazzjoni mekkanika tar-reżonatur, jitter tat-temperatura u fatturi esterni oħra. Iktar ma tkun żgħira l-valur tal-wisa 'tal-linja, iktar tkun għolja l-purità tal-ispettru, jiġifieri, aħjar tkun il-monokromatiċità tal-lejżer. Lejżers b'karatteristiċi bħal dawn normalment ikollhom ftit fażi jew ħoss ta 'frekwenza u ħoss ta' intensità relattiva ftit. Fl-istess ħin, iktar ikun żgħir il-valur tal-wisa 'lineari tal-lejżer, iktar tkun b'saħħitha l-koerenza korrispondenti, li hija manifestata bħala tul ta' koerenza estremament twila.
Ir-realizzazzjoni u l-applikazzjoni ta 'laser tal-linja tal-linja dejqa
Limitat mill-wisa 'tal-qligħ inerenti tas-sustanza li taħdem tal-lejżer, huwa kważi impossibbli li tirrealizza direttament il-produzzjoni tal-laser tal-linja tal-linja dejqa billi sserraħ fuq l-oxxillatur tradizzjonali nnifsu. Sabiex tiġi realizzata l-operat ta 'laser tal-wisa' tal-linja dejqa, ġeneralment huwa meħtieġ li jintużaw filtri, ħakk u apparati oħra biex jillimitaw jew jagħżlu l-modulu lonġitudinali fl-ispettru tal-qligħ, iżidu d-differenza tal-qligħ nett bejn il-modi lonġitudinali, sabiex ikun hemm ftit jew anke oxxillazzjoni tal-mod lonġitudinali wieħed biss fir-resonator tal-laser. F'dan il-proċess, ħafna drabi huwa meħtieġ li tiġi kkontrollata l-influwenza tal-ħoss fuq il-produzzjoni tal-lejżer, u tnaqqas it-twessigħ tal-linji spettrali kkawżati mill-bidliet fil-vibrazzjoni u t-temperatura tal-ambjent estern; Fl-istess ħin, jista 'jkun ikkombinat ukoll ma' l-analiżi ta 'fażi jew frekwenza ta' densità spettrali għall-istorbju biex tifhem is-sors ta 'ħoss u tottimizza d-disinn tal-lejżer, sabiex tinkiseb produzzjoni stabbli tal-laser tal-linja tal-linja dejqa.
Ejja nagħtu ħarsa lejn ir-realizzazzjoni ta 'tħaddim ta' linja ta 'linja dejqa ta' diversi kategoriji differenti ta 'lejżers.
Lejżers tas-semikondutturi għandhom il-vantaġġi ta 'daqs kompatt, effiċjenza għolja, ħajja twila u benefiċċji ekonomiċi.
Ir-reżonatur ottiku Fabry-Perot (FP) użat fit-TradizzjonaliLejżers tas-semikondutturiĠeneralment oscillates fil-mod multi-Longitudinali, u l-wisa 'tal-linja tal-ħruġ hija relattivament wiesgħa, u għalhekk huwa meħtieġ li tiżdied ir-rispons ottiku biex tinkiseb il-ħruġ ta' wisa 'tal-linja dejqa.
Ir-rispons distribwit (DFB) u r-riflessjoni mqassma ta 'Bragg (DBR) huma żewġ lasers tipiċi ta' feedback ottiku ta 'semikondutturi. Minħabba l-pitch tal-ħakk żgħir u s-selettività tajba tat-tul ta 'mewġa, huwa faċli li tinkiseb output stabbli ta' frekwenza waħda ta 'frekwenza waħda. Id-differenza ewlenija bejn iż-żewġ strutturi hija l-pożizzjoni tal-ħakk: l-istruttura DFB normalment tqassam l-istruttura perjodika tal-ħakk ta 'Bragg matul ir-reżonatur, u r-reżonatur tad-DBR huwa ġeneralment magħmul mill-istruttura tal-ħakk ta' riflessjoni u r-reġjun tal-qligħ integrat fil-wiċċ aħħari. Barra minn hekk, il-lejżers DFB jużaw gradilji inkorporati b'kuntrast baxx ta 'indiċi refrattiv u riflettività baxxa. Lejżers DBR jużaw gradilji tal-wiċċ b'kuntrast għoli ta 'indiċi ta' rifrazzjoni u riflettività għolja. Iż-żewġ strutturi għandhom firxa spettrali ħielsa kbira u jistgħu jwettqu rfinar tat-tul ta 'mewġa mingħajr ma jaqbżu fil-firxa ta' ftit nanometri, fejn il-lejżer DBR għandu firxa usa 'ta' rfinar minn dakLaser DFB- Barra minn hekk, it-teknoloġija ta 'feedback ottiku tal-kavità esterna, li tuża elementi ottiċi esterni biex tirrispondi d-dawl li joħroġ taċ-ċippa tal-lejżer semikondutturi u tagħżel il-frekwenza, tista' tirrealizza wkoll it-tħaddim dojoq tal-linja tal-linja tal-lejżer tas-semikondutturi.
(2) Lejżers tal-fibra
Lejżers tal-fibra għandhom effiċjenza għolja ta 'konverżjoni tal-pompa, kwalità tajba tar-raġġ u effiċjenza għolja ta' akkoppjar, li huma t-temi ta 'riċerka sħuna fil-qasam tal-lejżer. Fil-kuntest tal-età tal-informazzjoni, il-lejżers tal-fibra għandhom kompatibilità tajba mas-sistemi attwali ta 'komunikazzjoni tal-fibra ottika fis-suq. Il-lejżer tal-fibra ta 'frekwenza waħda bil-vantaġġi ta' wisa 'tal-linja dejqa, ħoss baxx u koerenza tajba saret waħda mid-direzzjonijiet importanti tal-iżvilupp tagħha.
It-tħaddim tal-mod lonġitudinali wieħed huwa l-qalba tal-laser tal-fibra biex tinkiseb produzzjoni tal-wisa 'tal-linja dejqa, ġeneralment skont l-istruttura tar-reżonatur tal-laser tal-fibra ta' frekwenza waħda tista 'tinqasam fi tip DFB, tip DBR u tip ta' ċirku. Fost dawn, il-prinċipju tax-xogħol tal-lejżers tal-fibra ta 'frekwenza waħda DFB u DBR huwa simili għal dak tal-lejżers tas-semikondutturi DFB u DBR.
Kif muri fil-Figura 1, il-laser tal-fibra DFB huwa li tikteb Bragg imqassam fil-fibra. Minħabba li t-tul ta 'mewġa tax-xogħol ta' l-oxxillatur huwa affettwat mill-perjodu tal-fibra, il-mod lonġitudinali jista 'jintgħażel permezz tar-rispons distribwit tal-ħakk. Ir-reżonatur tal-lejżer tal-lejżer DBR huwa ġeneralment iffurmat minn par ta 'gradilji tal-fibra Bragg, u l-mod lonġitudinali wieħed huwa magħżul prinċipalment minn faxxa dejqa u gradilji ta' riflettività baxxa ta 'fibra ta' bragg. Madankollu, minħabba r-reżonatur twil tagħha, l-istruttura kumplessa u n-nuqqas ta 'mekkaniżmu ta' diskriminazzjoni tal-frekwenza effettiva, il-kavità b'forma ta 'ċirku hija suxxettibbli għall-qbiż tal-mod, u huwa diffiċli li taħdem b'mod stabbli fil-mod lonġitudinali kostanti għal żmien twil.
Figura 1, żewġ strutturi lineari tipiċi ta 'frekwenza waħdaLASERS TAL-FIBRU
Ħin ta 'wara: 7 ta' Novembru-2023