Ласерска технологија со тесна линија, втор дел
Во 1960 година, првиот рубин ласер во светот беше ласер со цврста состојба, кој се карактеризира со висока излезна енергија и пошироко покривање на бранова должина. Уникатната просторна структура на ласерот со цврста состојба го прави пофлексибилен во дизајнот на излезот со тесна ширина на линијата. Во моментов, главните методи кои се имплементирани вклучуваат метод на кратка шуплина, метод на еднонасочна шуплина прстен, стандарден метод на интрашуплина, метод на шуплина на режимот на торзионо нишало, метод на решетка со волумен Браг и метод на вбризгување на семе.
Слика 7 ја прикажува структурата на неколку типични ласери со цврста состојба со еден надолжен режим.
Слика 7(а) го покажува принципот на работа на изборот на еден надолжен режим врз основа на стандардот FP во шуплината, односно, спектарот на пренос со тесна ширина на линијата на стандардот се користи за да се зголеми загубата на другите надолжни режими, така што другите надолжни режими се филтрираат во процесот на натпреварување на режимот поради нивната мала пропустливост, за да се постигне единечен надолжен режим на работа. Дополнително, може да се добие одреден опсег на излез за подесување на бранова должина со контролирање на аголот и температурата на стандардот FP и менување на интервалот на надолжниот режим. Сл. 7(б) и (в) го прикажуваат нерамнинскиот прстенен осцилатор (NPRO) и методот на шуплина на режимот на торзионално нишало што се користат за да се добие единечен излез на надолжен режим. Принципот на работа е да се направи зракот да се шири во една насока во резонаторот, ефикасно да се елиминира нерамномерната просторна распределба на бројот на обратни честички во празнината на обичниот стоечки бран и на тој начин да се избегне влијанието на ефектот на палење на просторната дупка за да се постигне излез на единечен надолжен режим. Принципот на масовно избирање на режимот на решетката Браг (VBG) е сличен на оној на ласерите со тесна ширина на линијата со полупроводници и влакна споменат претходно, односно со користење на VBG како филтер елемент, врз основа на неговата добра спектрална селективност и селективност на аголот, осцилаторот осцилира на одредена бранова должина или опсег за да ја постигне улогата на избор на надолжен режим, како што е прикажано на Слика 7(г).
Во исто време, неколку методи за избор на надолжен режим може да се комбинираат според потребите за да се подобри точноста на изборот на надолжниот режим, дополнително да се стесни ширината на линијата или да се зголеми интензитетот на конкуренцијата на режимот со воведување нелинеарна трансформација на фреквенцијата и други средства и да се прошири излезната бранова должина на ласерот додека работи во тесна ширина на линијата, што е тешко да се направиполупроводнички ласериласери со влакна.
(4) Брилуен ласер
Брилуин ласерот се заснова на стимулираниот ефект на расејување на Брилуин (SBS) за да се добие излезна технологија со низок шум, тесна ширина на линијата, неговиот принцип е преку фотонот и интеракцијата на внатрешното акустичко поле за да се произведе одредено поместување на фреквенцијата на фотоните на Стоукс, и постојано се засилува во добие пропусен опсег.
Слика 8 го прикажува дијаграмот на нивоа на конверзија на SBS и основната структура на ласерот Брилуин.
Поради ниската фреквенција на вибрации на акустичкото поле, Брилуиновото фреквентно поместување на материјалот е обично само 0,1-2 cm-1, така што со ласер од 1064 nm како светло на пумпата, генерираната бранова должина на Стоукс често е само околу 1064,01 nm, но ова исто така значи дека неговата ефикасност на квантна конверзија е исклучително висока (теоретски до 99,99%). Дополнително, бидејќи Брилуевата ширина на линијата за засилување на медиумот обично е само од редот на MHZ-ghz (широчината на линијата за засилување на Брилуин кај некои цврсти медиуми е само околу 10 MHz), таа е многу помала од ширината на линијата за засилување на ласерската работна супстанција од редот на 100 GHz, така што, Стоукс возбуден во Брилуен ласер може да покаже очигледен феномен на стеснување на спектарот по повеќекратно засилување во шуплината, а ширината на неговата излезна линија е неколку реда потесна од ширината на линијата на пумпата. Во моментов, ласерот Брилуин стана жариште за истражување во полето на фотониката, и има многу извештаи за редот на Hz и sub-Hz на екстремно тесен излез со ширина на линијата.
Во последниве години, уредите Brillouin со структура на брановоди се појавија во областа намикробранова фотоника, и брзо се развиваат во насока на минијатуризација, висока интеграција и поголема резолуција. Покрај тоа, вселенскиот ласер Brillouin базиран на нови кристални материјали како што е дијамантот, исто така, влезе во визијата на луѓето во изминатите две години, неговиот иновативен пробив во моќта на структурата на брановодот и каскадното тесно грло SBS, моќта на ласерот Brillouin. до магнитуда од 10 W, поставувајќи ја основата за проширување на неговата примена.
Општ спој
Со континуираното истражување на најсовремените знаења, ласерите со тесна ширина на линијата станаа неопходна алатка во научното истражување со нивните одлични перформанси, како што е ласерскиот интерферометар LIGO за детекција на гравитациски бранови, кој користи тесна ширина на линија со една фреквенцијаласерскисо бранова должина од 1064 nm како извор на семе, а ширината на линијата на семената светлина е во рамките на 5 kHz. Покрај тоа, ласерите со тесна ширина со подесување на бранова должина и без скок во режим, исто така покажуваат голем апликативен потенцијал, особено во кохерентни комуникации, што може совршено да ги задоволи потребите за мултиплексирање со поделба на бранова должина (WDM) или мултиплексирање со поделба на фреквенција (FDM) за бранова должина (или фреквенција). ) приспособливост и се очекува да стане главен уред на следната генерација на мобилна комуникациска технологија.
Во иднина, иновациите на ласерските материјали и технологијата за обработка дополнително ќе го промовираат компресија на ширината на линијата на ласерот, подобрување на стабилноста на фреквенцијата, проширување на опсегот на бранова должина и подобрување на моќноста, отворајќи го патот за човечко истражување на непознатиот свет.
Време на објавување: 29-11-2023 година