Illum, se nintroduċu laser "monokromatiku" għall-estrem - laser dejjaq tal-linja.It-tfaċċar tiegħu jimla l-vojt f'ħafna oqsma ta 'applikazzjoni tal-lejżer, u f'dawn l-aħħar snin intuża ħafna fl-iskoperta tal-mewġ gravitazzjonali, liDAR, sensing distribwit, komunikazzjoni ottika koerenti b'veloċità għolja u oqsma oħra, li hija "missjoni" li ma tistax tiġi jitlesta biss billi tittejjeb il-qawwa tal-lejżer.
X'inhu laser linewidth dejjaq?
It-terminu "wisa 'tal-linja" jirreferi għall-wisa' tal-linja spettrali tal-lejżer fid-dominju tal-frekwenza, li normalment huwa kkwantifikat f'termini tal-wisa 'nofs il-quċċata tal-ispettru (FWHM).Il-wisa 'tal-linja hija affettwata prinċipalment mir-radjazzjoni spontanja ta' atomi jew joni eċċitati, storbju tal-fażi, vibrazzjoni mekkanika tar-resonatur, jitter tat-temperatura u fatturi esterni oħra.Iktar ma jkun żgħir il-valur tal-wisa 'tal-linja, iktar tkun għolja l-purità tal-ispettru, jiġifieri, aħjar tkun il-monokromatika tal-lejżer.Lejżers b'karatteristiċi bħal dawn ġeneralment ikollhom ftit ħafna ħsejjes ta 'fażi jew frekwenza u ftit ħsejjes ta' intensità relattiva.Fl-istess ħin, iżgħar ikun il-valur tal-wisa 'lineari tal-lejżer, iktar tkun b'saħħitha l-koerenza korrispondenti, li hija manifestata bħala tul ta' koerenza estremament twil.
Ir-realizzazzjoni u l-applikazzjoni tal-laser tal-linja dejqa
Limitat mill-wisa 'tal-linja tal-gwadann inerenti tas-sustanza tax-xogħol tal-lejżer, huwa kważi impossibbli li tirrealizza direttament l-output tal-laser tal-linja dejqa billi tiddependi fuq l-oxxillatur tradizzjonali innifsu.Sabiex tirrealizza l-operazzjoni tal-laser tal-linja dejqa, ġeneralment ikun meħtieġ li jintużaw filtri, ħakk u apparati oħra biex jillimitaw jew jagħżlu l-modulu lonġitudinali fl-ispettru tal-qligħ, iżżid id-differenza netta tal-qligħ bejn il-modi lonġitudinali, sabiex ikun hemm a ftit jew saħansitra waħda biss oxxillazzjoni mod lonġitudinali fir-resonatur tal-lejżer.F'dan il-proċess, ħafna drabi huwa meħtieġ li tiġi kkontrollata l-influwenza tal-ħoss fuq il-ħruġ tal-lejżer, u jiġi minimizzat it-twessigħ tal-linji spettrali kkawżati mill-vibrazzjoni u t-tibdil fit-temperatura tal-ambjent estern;Fl-istess ħin, tista 'wkoll tiġi kkombinata ma' l-analiżi tad-densità spettrali tal-ħsejjes tal-fażi jew tal-frekwenza biex tifhem is-sors tal-istorbju u tottimizza d-disinn tal-lejżer, sabiex tinkiseb output stabbli tal-laser tal-linja dejqa.
Ejja nagħtu ħarsa lejn ir-realizzazzjoni ta 'tħaddim tal-linja dejqa ta' bosta kategoriji differenti ta 'lejżers.
Lejżers semikondutturi għandhom il-vantaġġi ta 'daqs kompatt, effiċjenza għolja, ħajja twila u benefiċċji ekonomiċi.
Ir-resonatur ottiku Fabry-Perot (FP) użat fil-tradizzjonaliLejżers semikondutturiġeneralment joxxilla f'modalità multi-lonġitudinali, u l-wisa 'tal-linja tal-ħruġ hija relattivament wiesgħa, għalhekk huwa meħtieġ li tiżdied ir-rispons ottiku biex tinkiseb l-output ta' wisa 'tal-linja dejqa.
Feedback distribwit (DFB) u riflessjoni Bragg distribwit (DBR) huma żewġ lejżers semikondutturi ta 'rispons ottiku intern tipiċi.Minħabba ż-żift żgħir tal-ħakk u s-selettività tajba tal-wavelength, huwa faċli li tinkiseb produzzjoni stabbli ta 'frekwenza waħda dejqa linewidth.Id-differenza ewlenija bejn iż-żewġ strutturi hija l-pożizzjoni tal-ħakk: l-istruttura DFB normalment tqassam l-istruttura perjodika tal-ħakk Bragg matul ir-resonatur, u r-resonatur tad-DBR huwa ġeneralment magħmul mill-istruttura tal-ħakk ta 'rifless u r-reġjun tal-gwadann integrat f' il-wiċċ tat-tarf.Barra minn hekk, lejżers DFB jużaw gradilji inkorporati b'kuntrast ta 'indiċi ta' rifrazzjoni baxx u riflessività baxxa.Lejżers DBR jużaw gradilji tal-wiċċ b'kuntrast għoli ta 'indiċi ta' rifrazzjoni u riflessjoni għolja.Iż-żewġ strutturi għandhom firxa spettrali ħielsa kbira u jistgħu jwettqu l-irfinar tal-wavelength mingħajr mod jaqbżu fil-medda ta 'ftit nanometri, fejn il-lejżer DBR għandu firxa ta' irfinar usa 'mill-Lejżer DFB.Barra minn hekk, it-teknoloġija ta 'feedback ottiku tal-kavità esterna, li tuża elementi ottiċi esterni biex tirreaġixxi d-dawl li joħroġ taċ-ċippa tal-lejżer semikondutturi u tagħżel il-frekwenza, tista' wkoll tirrealizza l-operazzjoni dejqa tal-linja tal-laser tas-semikondutturi.
(2) Lejżers tal-fibra
Lejżers tal-fibra għandhom effiċjenza għolja ta 'konverżjoni tal-pompa, kwalità tajba tar-raġġ u effiċjenza għolja tal-igganċjar, li huma s-suġġetti ta' riċerka sħan fil-qasam tal-lejżer.Fil-kuntest tal-era tal-informazzjoni, il-lejżers tal-fibra għandhom kompatibilità tajba mas-sistemi attwali tal-komunikazzjoni tal-fibra ottika fis-suq.Il-laser tal-fibra ta 'frekwenza waħda bil-vantaġġi ta' wisa 'linja dejqa, ħsejjes baxxi u koerenza tajba saret waħda mid-direzzjonijiet importanti tal-iżvilupp tagħha.
It-tħaddim tal-modalità lonġitudinali waħda hija l-qalba tal-laser tal-fibra biex tinkiseb output ta 'wisa' tal-linja dejqa, ġeneralment skont l-istruttura tar-resonatur tal-laser tal-fibra ta 'frekwenza waħda tista' tinqasam f'tip DFB, tip DBR u tip ta 'ċirku.Fosthom, il-prinċipju tax-xogħol tal-lejżers tal-fibra ta 'frekwenza waħda DFB u DBR huwa simili għal dak tal-lejżers semikondutturi DFB u DBR.
Kif muri fil-Figura 1, il-laser tal-fibra DFB huwa li tikteb il-ħakk ta 'Bragg distribwit fil-fibra.Minħabba li l-wavelength tax-xogħol ta 'l-oxxillatur huwa affettwat mill-perjodu tal-fibra, il-mod lonġitudinali jista' jintgħażel permezz tar-rispons distribwit tal-ħakk.Ir-resonatur tal-lejżer tal-lejżer DBR huwa ġeneralment iffurmat minn par ta 'gradi Bragg tal-fibra, u l-modalità lonġitudinali waħda hija prinċipalment magħżula minn gradilji Bragg tal-fibra dejqa u ta' riflessjoni baxxa.Madankollu, minħabba r-resonatur twil tiegħu, l-istruttura kumplessa u n-nuqqas ta 'mekkaniżmu ta' diskriminazzjoni tal-frekwenza effettiva, il-kavità f'forma ta 'ċirku hija suxxettibbli għal qbiż tal-mod, u huwa diffiċli li taħdem b'mod stabbli f'modalità lonġitudinali kostanti għal żmien twil.
Figura 1, Żewġ strutturi lineari tipiċi ta 'frekwenza waħdaLejżers tal-fibra
Ħin tal-post: 27-Nov-2023