Teknoloġija tal-Laser b'Wisa' ta' Linja Dejqa Parti Tnejn
Fl-1960, l-ewwel laser ruby fid-dinja kien laser ta' stat solidu, ikkaratterizzat minn enerġija ta' ħruġ għolja u kopertura ta' wavelength usa'. L-istruttura spazjali unika tal-laser ta' stat solidu tagħmilha aktar flessibbli fid-disinn ta' ħruġ ta' wisa' ta' linja dejqa. Fil-preżent, il-metodi ewlenin implimentati jinkludu l-metodu ta' kavità qasira, il-metodu ta' kavità taċ-ċirku f'direzzjoni waħda, il-metodu standard intrakavità, il-metodu ta' kavità tal-modalità tal-pendlu tat-torsjoni, il-metodu tal-gradilja ta' Bragg tal-volum u l-metodu ta' injezzjoni taż-żerriegħa.
Il-Figura 7 turi l-istruttura ta' diversi lejżers ta' stat solidu b'modalità lonġitudinali waħda tipiċi.
Il-Figura 7(a) turi l-prinċipju tax-xogħol tal-għażla ta' mod lonġitudinali wieħed ibbażat fuq l-istandard FP fil-kavità, jiġifieri, l-ispettru ta' trasmissjoni tal-wisa' tal-linja dejjaq tal-istandard jintuża biex iżid it-telf ta' modi lonġitudinali oħra, sabiex modi lonġitudinali oħra jiġu ffiltrati fil-proċess ta' kompetizzjoni tal-mod minħabba t-trażmittanza żgħira tagħhom, sabiex jinkiseb tħaddim ta' mod lonġitudinali wieħed. Barra minn hekk, ċerta firxa ta' output ta' rfinar tat-tul tal-mewġ tista' tinkiseb billi jiġu kkontrollati l-Angolu u t-temperatura tal-istandard FP u jinbidel l-intervall tal-mod lonġitudinali. Il-FIGURI 7(b) u (ċ) juru l-oxxillatur taċ-ċirku mhux planari (NPRO) u l-metodu tal-kavità tal-mod tal-pendlu torsjonali użati biex jinkiseb output ta' mod lonġitudinali wieħed. Il-prinċipju tax-xogħol huwa li r-raġġ jippropaga f'direzzjoni waħda fir-reżonatur, jelimina b'mod effettiv id-distribuzzjoni spazjali irregolari tan-numru ta' partiċelli maqluba fil-kavità tal-mewġa wieqfa ordinarja, u b'hekk jevita l-influwenza tal-effett tal-ħruq tat-toqba spazjali biex jinkiseb output ta' mod lonġitudinali wieħed. Il-prinċipju tal-għażla tal-modalità tal-gradilja Bragg bl-ingrossa (VBG) huwa simili għal dak tal-lejżers b'wisa' ta' linja dejqa tas-semikondutturi u tal-fibra msemmija qabel, jiġifieri, billi tuża VBG bħala element tal-filtru, ibbażat fuq is-selettività spettrali tajba tagħha u s-selettività tal-Angolu, l-oxxillatur joxxilla f'tul ta' mewġa jew medda speċifika biex jikseb ir-rwol tal-għażla tal-modalità lonġitudinali, kif muri fil-Figura 7(d).
Fl-istess ħin, diversi metodi ta' għażla tal-modalità lonġitudinali jistgħu jiġu kkombinati skont il-ħtiġijiet biex titjieb il-preċiżjoni tal-għażla tal-modalità lonġitudinali, titnaqqas aktar il-wisa' tal-linja, jew tiżdied l-intensità tal-kompetizzjoni tal-modalità billi tiġi introdotta trasformazzjoni tal-frekwenza mhux lineari u mezzi oħra, u titwessa' t-tul tal-mewġa tal-ħruġ tal-lejżer waqt li jopera f'wisa' tal-linja dejqa, li huwa diffiċli li jsir għallejżer semikondutturulejżers tal-fibra.
(4) Lejżer Brillouin
Il-lejżer Brillouin huwa bbażat fuq l-effett stimulat tat-tifrix Brillouin (SBS) biex jikseb teknoloġija ta' output b'wisa' tal-linja dejqa u ħoss baxx, il-prinċipju tiegħu huwa li jipproduċi ċertu bidla fil-frekwenza tal-fotoni Stokes permezz tal-interazzjoni tal-foton u l-kamp akustiku intern, u jiġi amplifikat kontinwament fil-bandwidth tal-qligħ.
Il-Figura 8 turi d-dijagramma tal-livell tal-konverżjoni SBS u l-istruttura bażika tal-lejżer Brillouin.
Minħabba l-frekwenza baxxa tal-vibrazzjoni tal-kamp akustiku, il-bidla fil-frekwenza Brillouin tal-materjal ġeneralment tkun biss 0.1-2 cm-1, għalhekk b'lejżer ta' 1064 nm bħala d-dawl tal-pompa, it-tul ta' mewġa ta' Stokes iġġenerat ħafna drabi jkun biss madwar 1064.01 nm, iżda dan ifisser ukoll li l-effiċjenza tal-konverżjoni kwantistika tiegħu hija estremament għolja (sa 99.99% fit-teorija). Barra minn hekk, minħabba li l-wisa' tal-linja tal-qligħ Brillouin tal-mezz ġeneralment tkun biss tal-ordni ta' MHZ-ghz (il-wisa' tal-linja tal-qligħ Brillouin ta' xi mezzi solidi hija biss madwar 10 MHz), hija ħafna inqas mill-wisa' tal-linja tal-qligħ tas-sustanza tax-xogħol tal-lejżer tal-ordni ta' 100 GHz, għalhekk, L-eċċitament Stokes fil-lejżer Brillouin jista' juri fenomenu ovvju ta' tidjiq tal-ispettru wara amplifikazzjoni multipla fil-kavità, u l-wisa' tal-linja tal-ħruġ tiegħu hija diversi ordnijiet ta' kobor idjaq mill-wisa' tal-linja tal-pompa. Fil-preżent, il-lejżer Brillouin sar suġġett ta' riċerka fil-qasam tal-fotonika, u kien hemm ħafna rapporti dwar l-ordni Hz u sub-Hz ta' output ta' wisa' tal-linja estremament dejqa.
Fi snin reċenti, apparati Brillouin bi struttura ta' waveguide ħarġu fil-qasam ta'fotonika tal-microwave, u qed jiżviluppaw b'rata mgħaġġla fid-direzzjoni tal-minjaturizzazzjoni, l-integrazzjoni għolja u r-riżoluzzjoni ogħla. Barra minn hekk, il-lejżer Brillouin li jaħdem fl-ispazju bbażat fuq materjali kristallini ġodda bħad-djamant daħal ukoll fil-viżjoni tan-nies fl-aħħar sentejn, l-avvanz innovattiv tiegħu fil-qawwa tal-istruttura tal-gwida tal-mewġ u l-konġestjoni SBS kaskata, il-qawwa tal-lejżer Brillouin għal kobor ta' 10 W, u b'hekk qiegħed il-pedament għall-espansjoni tal-applikazzjoni tiegħu.
Ġunzjoni ġenerali
Bl-esplorazzjoni kontinwa ta' għarfien avvanzat, il-lejżers b'wisa' ta' linja dejqa saru għodda indispensabbli fir-riċerka xjentifika bil-prestazzjoni eċċellenti tagħhom, bħall-interferometru tal-lejżer LIGO għad-detezzjoni tal-mewġ gravitazzjonali, li juża linja dejqa ta' frekwenza waħda.lejżerb'tul ta' mewġa ta' 1064 nm bħala sors taż-żerriegħa, u l-wisa' tal-linja tad-dawl taż-żerriegħa hija fi ħdan 5 kHz. Barra minn hekk, lejżers b'wisa' dejqa b'tul ta' mewġa aġġustabbli u mingħajr qabża fil-modalità juru wkoll potenzjal kbir ta' applikazzjoni, speċjalment f'komunikazzjonijiet koerenti, li jistgħu jissodisfaw perfettament il-ħtiġijiet tal-multiplexing tad-diviżjoni tal-tul ta' mewġa (WDM) jew il-multiplexing tad-diviżjoni tal-frekwenza (FDM) għat-taġġustabbiltà tal-tul ta' mewġa (jew frekwenza), u huwa mistenni li jsir l-apparat ewlieni tal-ġenerazzjoni li jmiss tat-teknoloġija tal-komunikazzjoni mobbli.
Fil-futur, l-innovazzjoni tal-materjali tal-lejżer u t-teknoloġija tal-ipproċessar se tippromwovi aktar il-kompressjoni tal-wisa' tal-linja tal-lejżer, it-titjib tal-istabbiltà tal-frekwenza, l-espansjoni tal-firxa tat-tul tal-mewġ u t-titjib tal-qawwa, u b'hekk twitti t-triq għall-esplorazzjoni umana tad-dinja mhux magħrufa.
Ħin tal-posta: 29 ta' Novembru 2023