Hodiaŭ ni enkondukos "monokromatan" laseron al la ekstrema - mallarĝa larĝa lasero. Ĝia apero plenigas la mankojn en multaj aplikaj kampoj de lasero, kaj en la lastaj jaroj estis vaste uzata en gravita ondo-detekto, lidar, distribuita sento, altrapida kohera optika komunikado kaj aliaj kampoj, kiu estas "misio" kiu ne povas esti kompletigita nur per plibonigo de lasera potenco.
Kio estas mallarĝa larĝa lasero?
La esprimo "larĝa linio" rilatas al la spektra larĝa linio de la lasero en la frekvenca domajno, kiu estas kutime kvantigita laŭ la duonpaka plena larĝo de la spektro (FWHM). La larĝeco estas ĉefe trafita de la spontanea radiado de ekscititaj atomoj aŭ jonoj, fazo -bruo, mekanika vibrado de la resonilo, temperaturo -jitter kaj aliaj eksteraj faktoroj. Ju pli malgranda estas la valoro de la larĝa linio, des pli alta estas la pureco de la spektro, tio estas, des pli bonas la monokromataleco de la lasero. Laseroj kun tiaj trajtoj kutime havas tre malmulte da fazo aŭ frekvenca bruo kaj tre malmulte da relativa intensa bruo. Samtempe, ju pli malgranda estas la lineara larĝa valoro de la lasero, des pli forta estas la responda koherenco, kiu manifestiĝas kiel ekstreme longa koherenca longo.
Realigo kaj apliko de mallarĝa larĝa lasero
Limigita de la eneca gajno -larĝo de la laboranta substanco de la lasero, estas preskaŭ neeble realigi rekte la rezulton de la mallarĝa larĝa lasero fidante je la tradicia oscilo mem. Por realigi la funkciadon de mallarĝa larĝa lasero, kutime necesas uzi filtrilojn, kradon kaj aliajn aparatojn por limigi aŭ elekti la longforman modulon en la gajno -spektro, pliigu la netan gajnan diferencon inter la longformaj reĝimoj, tiel ke ekzistas kelkaj aŭ eĉ nur unu longforma reĝimo oscilado en la lasero -resanisto. En ĉi tiu procezo, ofte necesas kontroli la influon de bruo sur la lasera eligo, kaj minimumigi la larĝigon de spektraj linioj kaŭzitaj de la vibrado kaj temperaturŝanĝoj de la ekstera medio; Samtempe ĝi ankaŭ povas esti kombinita kun la analizo de fazo aŭ frekvenca brua spektra denseco por kompreni la fonton de bruo kaj optimumigi la dezajnon de la lasero, por atingi stabilan eliron de la mallarĝa larĝa lasero.
Ni rigardu la realigon de mallarĝa larĝa funkciado de pluraj malsamaj kategorioj de laseroj.
Semikonduktaĵaj laseroj havas la avantaĝojn de kompakta grandeco, alta efikeco, longa vivo kaj ekonomiaj avantaĝoj.
La optika resonatoro Fabry-Perot (FP) uzata en tradiciaduonkonduktaĵaj laserojĜenerale oscilas en mult-longitudina reĝimo, kaj la elira linio larĝo estas relative larĝa, do necesas pliigi la optikan retrosciigon por akiri la rezulton de mallarĝa larĝa linio.
Distribuita retrosciigo (DFB) kaj distribuita Bragg -reflekto (DBR) estas du tipaj internaj optikaj reagaj duonkonduktaĵaj laseroj. Pro la malgranda krada tonalto kaj bona ondolonga selektiveco, estas facile atingi stabilan unu-frekvencan mallarĝan linion. La ĉefa diferenco inter la du strukturoj estas la pozicio de la krado: la DFB -strukturo kutime distribuas la periodan strukturon de la Bragg -krado tra la resonilo, kaj la resonilo de la DBR estas kutime kunmetita de la reflekta krada strukturo kaj la gajna regiono integrita en la fina surfaco. Krome, DFB -laseroj uzas enigitajn kradojn kun malalta refrakta indeksa kontrasto kaj malalta reflektiveco. DBR -laseroj uzas surfacajn kradojn kun alta refrakta indeksa kontrasto kaj alta reflektiveco. Ambaŭ strukturoj havas grandan senpagan spektran gamon kaj povas plenumi ondolongan agordadon sen reĝima salto en la gamo de kelkaj nanometroj, kie la DBR -lasero havas pli larĝan agordan gamon ol laDFB -lasero. Krome, la ekstera kavo -optika retrosciiga teknologio, kiu uzas eksterajn optikajn elementojn por retrosciigi la elirantan lumon de la duonkondukta lasera blato kaj elekti la frekvencon, ankaŭ povas realigi la mallarĝan linean funkciadon de la duonkondukta lasero.
(2) fibraj laseroj
Fibraj laseroj havas altan pump -konvertan efikecon, bonan trabo -kvaliton kaj altan kunigan efikecon, kiuj estas la temoj pri varma esplorado en la lasera kampo. Kadre de la informa epoko, fibraj laseroj havas bonan kongruon kun aktualaj optikaj fibraj komunikaj sistemoj en la merkato. La unufrekvenca fibra lasero kun la avantaĝoj de mallarĝa linio larĝa, malalta bruo kaj bona kohereco fariĝis unu el la gravaj direktoj de ĝia disvolviĝo.
Ununura longforma reĝima operacio estas la kerno de fibra lasero por atingi mallarĝan linion-larĝan eliron, kutime laŭ la strukturo de la resonilo de unufrekvenca fibro-lasero povas esti dividita en DFB-tipon, DBR-tipon kaj ringan tipon. Inter ili, la funkcia principo de DFB kaj DBR-unu-frekvencaj fibraj laseroj similas al tiu de DFB kaj DBR-duonkonduktaĵaj laseroj.
Kiel montrite en Figuro 1, DFB -fibra lasero estas skribi distribuitan Bragg -kradon en la fibro. Ĉar la funkcianta ondolongo de la oscilo estas tuŝita de la fibra periodo, la longforma reĝimo povas esti elektita per la distribuita retrosciigo de la krado. La lasera resonilo de DBR -lasero estas kutime formita de paro de fibraj Bragg -kradoj, kaj la ununura longforma reĝimo estas ĉefe elektita per mallarĝa bando kaj malalta reflektiveca fibro Bragg -kradoj. Tamen, pro sia longa resonilo, kompleksa strukturo kaj manko de efika frekvenca diskriminacio-mekanismo, ring-forma kavo estas inklina al reĝimo-saltado, kaj malfacilas labori stabile en konstanta longforma reĝimo dum longa tempo.
Figuro 1, du tipaj linearaj strukturoj de ununura frekvencofibraj laseroj
Afiŝotempo: Nov-27-2023