Денес, ќе воведеме „монохроматски“ ласер со ласерскиот екстремен - тесен лајзер. Неговото појавување ги исполнува празнините во многу полиња за апликација на ласер, а во последниве години се користи широко користено во откривање на гравитациони бранови, лидар, дистрибуирано сензори, кохерентна оптика за кохерентна комуникација и други полиња, што е „мисија“ што не може да се заврши само со подобрување на ласерската моќ.
Што е ласер за тесна ширина на линијата?
Терминот „ширина на линијата“ се однесува на ширината на спектралната линија на ласерот во фреквенцискиот домен, кој обично се квантифицира во однос на половина врвна ширина на спектарот (FWHM). Спроведувањето на линијата е главно под влијание на спонтаното зрачење на возбудените атоми или јони, фазен бучава, механичка вибрација на резонаторот, температурниот трепет и другите надворешни фактори. Колку е помала вредноста на ширината на линијата, толку е поголема чистотата на спектарот, т.е., толку е подобра монохроматичноста на ласерот. Ласерите со такви карактеристики обично имаат многу малку фаза или фреквенција на бучава и многу малку бучава од релативен интензитет. Во исто време, колку е помала линеарната вредност на ширината на ласерот, толку е посилна соодветната кохерентност, која се манифестира како исклучително долга должина на кохерентност.
Реализација и примена на ласер за тесна ширина
Ограничено со својствена ширина на линијата на работна супстанција на ласерот, скоро е невозможно директно да се реализира излезот на ласерот со тесна ширина на линијата со потпирање на самиот традиционален осцилатор. За да се реализира работата на ласерот со тесна ширина на линијата, обично е неопходно да се користат филтри, решетки и други уреди за да се ограничи или изберете надолжниот модул во спектарот на добивка, да се зголеми разликата во нето -добивката помеѓу надолжните режими, така што има неколку или дури само еден надолжен режим осцилацијата во ласерскиот резонатор. Во овој процес, често е неопходно да се контролира влијанието на бучавата врз ласерскиот излез и да се минимизира проширувањето на спектралните линии предизвикани од вибрациите и температурните промени на надворешното опкружување; Во исто време, може да се комбинира и со анализата на фазата или фреквенцијата на спектралната густина на бучава за да се разбере изворот на бучава и да се оптимизира дизајнот на ласерот, за да се постигне стабилен излез на ласерот на тесна лента.
Ајде да погледнеме во реализацијата на тесна работа со ширина на линијата на неколку различни категории на ласери.
Полупроводничките ласери имаат предности на компактна големина, висока ефикасност, долг живот и економски придобивки.
Оптички резонатор на Фабри-Перот (ФП) се користи во традиционалноПолупроводнички ласериОпшто, осцилира во мулти-Longitutinal режим, а ширината на излезната линија е релативно широка, така што е неопходно да се зголеми оптичката повратна информација за да се добие излез на тесна ширина на линијата.
Дистрибуираната повратна информација (DFB) и дистрибуираната рефлексија на Браг (DBR) се два типични внатрешни оптички повратни информации полупроводнички ласери. Поради малиот терен за решетки и селективноста на добра бранова должина, лесно е да се постигне стабилен излез на тесна ширина на линијата со едно фреквенција. Главната разлика помеѓу двете структури е позицијата на решетката: структурата DFB обично ја дистрибуира периодичната структура на решетката на Браг низ резонаторот, а резонаторот на DBR обично е составен од структурата на рефлексија на решетката и регионот на добивка интегриран на крајната површина. Покрај тоа, ласерите DFB користат вградени решетки со низок контраст на индексот на рефракција и мала рефлективност. Lasers DBR користат површински решетки со висок контраст на индекс на рефракција и висока рефлексивност. Двете структури имаат голем бесплатен спектрален опсег и можат да извршат подесување на бранова должина без скок на режимот во опсег на неколку нанометри, каде што ласерот DBR има поширок опсег на подесување одDFB ласер. Покрај тоа, технологијата за оптичка повратна информација на надворешната празнина, која користи надворешни оптички елементи за да ја поврати заминувањето на светлината на ласерскиот чип на полупроводници и да ја избере фреквенцијата, исто така може да ја реализира тесната работа на линијата на ласерскиот полупроводник.
(2) ласери со влакна
Ласерите со влакна имаат висока ефикасност на конверзија на пумпата, добар квалитет на зракот и висока ефикасност на спојување, кои се теми за жешки истражувања во ласерското поле. Во контекст на ерата на информации, ласерите на влакна имаат добра компатибилност со тековните системи за комуникација со оптички влакна на пазарот. Еднофреквентното ласерско влакно со предности на тесната ширина на линијата, нискиот шум и добрата кохерентност стана една од важните насоки на неговиот развој.
Операцијата со единечен надолжен режим е јадрото на ласер на влакна за да се постигне тесен излез на ширина на линијата, обично според структурата на резонаторот на ласер со единечна фреквенција на влакна може да се подели на типот DFB, типот DBR и типот на прстенот. Меѓу нив, работниот принцип на ласерите со еднофреквентни влакна на DFB и DBR е сличен на оној на DFB и DBR полупроводничките ласери.
Како што е прикажано на Слика 1, ласер DFB влакна треба да напише дистрибуирана решетка на Браг во влакно. Бидејќи работната бранова должина на осцилаторот е под влијание на периодот на влакна, надолжниот режим може да се избере преку дистрибуираната повратна информација на решетката. Ласерскиот резонатор на DBR ласер обично се формира од пар решетки со влакна Браг, а единечниот надолжен режим е главно избран со тесен опсег и решетки со ниска рефлективност. Како и да е, заради неговиот долг резонатор, сложената структура и недостаток на ефективен механизам за дискриминација на фреквенцијата, празнината во форма на прстен е склона кон скокање на режимот, и тешко е да се работи стабилно во постојан надолжен режим долго време.
Слика 1, две типични линеарни структури на единечна фреквенцијаласери со влакна
Време на објавување: ноември-27-2023 година