Технологија на ласер со тесна ширина на линијата, втор дел
Во 1960 година, првиот рубински ласер во светот беше ласер во цврста состојба, карактеризиран со висока излезна енергија и поширока бранова должина. Уникатната просторна структура на ласерот во цврста состојба го прави пофлексибилен во дизајнот на излез со тесна ширина на линијата. Во моментов, главните имплементирани методи вклучуваат метод на кратки шуплини, метод на еднонасочна прстенеста шуплина, метод на интрашуплински стандард, метод на шуплина со торзионо нишало, метод на волуменска Брегова решетка и метод на вбризгување на семе.
Слика 7 ја прикажува структурата на неколку типични цврсти ласери со еден лонгитудинален режим.
Слика 7(а) го прикажува принципот на работа на селекција на еден лонгитудинален режим врз основа на FP стандардот во шуплината, односно тесниот спектар на пренос со ширина на линијата на стандардот се користи за зголемување на загубата на други лонгитудинални режими, така што другите лонгитудинални режими се филтрираат во процесот на конкуренција на режими поради нивната мала трансмисија, со цел да се постигне работа со еден лонгитудинален режим. Покрај тоа, одреден опсег на излез за подесување на брановата должина може да се добие со контролирање на аголот и температурата на FP стандардот и менување на интервалот на лонгитудиналниот режим. Слика 7(б) и (в) го прикажуваат непланскиот прстенест осцилатор (NPRO) и методот на шуплина на торзиониот режим на нишало што се користи за да се добие излез со еден лонгитудинален режим. Принципот на работа е да се направи зракот да се шири во една насока во резонаторот, ефикасно да се елиминира нееднаквата просторна распределба на бројот на обратни честички во обичната празнина на стоечкиот бран и со тоа да се избегне влијанието на ефектот на просторно горење на дупката за да се постигне излез со еден лонгитудинален режим. Принципот на избор на режим со булчинска Брегова решетка (VBG) е сличен на оној кај полупроводничките и оптичките ласери со тесна ширина на линија споменати претходно, односно, со користење на VBG како филтерски елемент, врз основа на неговата добра спектрална селективност и аголна селективност, осцилаторот осцилира на одредена бранова должина или опсег за да ја постигне улогата на избор на лонгитудинален режим, како што е прикажано на Слика 7(d).
Во исто време, неколку методи за избор на лонгитудинален режим можат да се комбинираат според потребите за да се подобри точноста на изборот на лонгитудинален режим, дополнително да се стесни ширината на линијата или да се зголеми интензитетот на конкуренцијата на режимот со воведување на 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 направи заполупроводнички ласерифибер ласери.
(4) Брилуен ласер
Брилуеновиот ласер се базира на стимулирано Брилуеново расејување (SBS) за да се добие излезна технологија со низок шум и тесна ширина на линијата, неговиот принцип е преку интеракцијата на фотонот и внатрешното акустично поле да произведе одредено фреквентно поместување на Стоуковите фотони, и континуирано се засилува во рамките на пропусниот опсег на засилување.
Слика 8 го прикажува дијаграмот на нивоата на SBS конверзијата и основната структура на ласерот Брилуен.
Поради ниската фреквенција на вибрации на акустичното поле, поместувањето на Брилуиновата фреквенција на материјалот е обично само 0,1-2 cm-1, па со ласер од 1064 nm како пумпа светлина, генерираната Стоуксова бранова должина е често само околу 1064,01 nm, но ова исто така значи дека неговата ефикасност на квантна конверзија е екстремно висока (до 99,99% во теорија). Покрај тоа, бидејќи ширината на линијата на Брилуиновото засилување на медиумот е обично само од редот на MHZ-ghz (ширината на линијата на Брилуиновото засилување на некои цврсти медиуми е само околу 10 MHz), таа е далеку помала од ширината на линијата на засилување на работната супстанција на ласерот од редот на 100 GHz, па затоа, Стоуксовиот возбуден во Брилуиновиот ласер може да покаже очигледен феномен на стеснување на спектарот по повеќекратно засилување во шуплината, а неговата ширина на излезната линија е неколку реда на големина потесна од ширината на линијата на пумпата. Во моментов, ласерот Брилуен стана истражувачко жариште во областа на фотониката, а има многу извештаи за Hz и подHz редот на екстремно тесен излез со ширина на линијата.
Во последниве години, во областа намикробрановата фотоника, и брзо се развиваат во насока на минијатуризација, висока интеграција и повисока резолуција. Покрај тоа, вселенскиот ласер Брилуен базиран на нови кристални материјали како што е дијамантот, исто така влезе во визијата на луѓето во последните две години, со неговиот иновативен пробив во моќта на брановодната структура и каскадното SBS тесно грло, моќноста на ласерот Брилуен до магнитуда од 10 W, поставувајќи ја основата за проширување на неговата примена.
Генерална раскрсница
Со континуирано истражување на најсовремените сознанија, ласерите со тесна ширина на линијата станаа неопходна алатка во научните истражувања со нивните одлични перформанси, како што е ласерскиот интерферометар LIGO за детекција на гравитациски бранови, кој користи еднофреквентен ласер со тесна ширина на линијата.ласерсо бранова должина од 1064 nm како почетен извор, а ширината на линијата на почетната светлина е во рамките на 5 kHz. Покрај тоа, ласерите со тесна ширина со можност за подесување на брановата должина и без скок на модот, исто така, покажуваат голем потенцијал за примена, особено во кохерентните комуникации, кои можат совршено да ги задоволат потребите на мултиплексирање со поделба на бранова должина (WDM) или мултиплексирање со поделба на фреквенција (FDM) за подесување на бранова должина (или фреквенција), и се очекува да станат основен уред на следната генерација на мобилна комуникациска технологија.
Во иднина, иновациите во ласерските материјали и технологијата за обработка дополнително ќе го промовираат компресирањето на ласерската линија, подобрувањето на стабилноста на фреквенцијата, проширувањето на опсегот на бранови должини и подобрувањето на моќноста, отворајќи го патот за човеково истражување на непознатиот свет.
Време на објавување: 29 ноември 2023 година