Hodiaŭ, ni enkondukos "monokromatan" laseron al la ekstrema - mallarĝa linilarĝa 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 sentado, altrapida kohera optika komunikado kaj aliaj kampoj, kio estas "misio", kiu ne povas esti. kompletigita nur per plibonigo de lasera potenco.
Kio estas mallarĝa linilarĝa lasero?
La esprimo "linilarĝo" rilatas al la spektra liniolarĝo de la lasero en la frekvencdomajno, kiu estas kutime kvantigita laŭ la duon-pinta plena larĝo de la spektro (FWHM). La linilarĝo estas ĉefe tuŝita de la spontanea radiado de ekscititaj atomoj aŭ jonoj, faza bruo, mekanika vibro de la resonatoro, temperaturagitado kaj aliaj eksteraj faktoroj. Ju pli malgranda la valoro de la linilarĝo, des pli alta la pureco de la spektro, tio estas, des pli bona la monokromatikeco de la lasero. Laseroj kun tiaj karakterizaĵoj kutime havas tre malgrandan fazon aŭ frekvencan bruon kaj tre malgrandan relativan intensecbruon. Samtempe, ju pli malgranda la lineara larĝvaloro de la lasero, des pli forta estas la responda kohereco, kiu manifestiĝas kiel ekstreme longa kohereco.
Realigo kaj apliko de mallarĝa linilarĝa lasero
Limigita per la eneca gajno-linilarĝo de la laboranta substanco de la lasero, estas preskaŭ neeble rekte realigi la eligon de la mallarĝa linilarĝo lasero fidante sur la tradicia oscilatoro mem. Por realigi la funkciadon de mallarĝa linilarĝa lasero, estas kutime necese uzi filtrilojn, kradon kaj aliajn aparatojn por limigi aŭ elekti la longitudan modulon en la gajna spektro, pliigi la netan gajnan diferencon inter la longitudaj reĝimoj, por ke ekzistas malmultaj aŭ eĉ nur unu longituda reĝima oscilado en la laserresonatoro. En ĉi tiu procezo, estas ofte necese kontroli la influon de bruo sur la lasera eligo, kaj minimumigi la plilarĝigon de spektraj linioj kaŭzitaj de la vibro 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 linilarĝa lasero.
Ni rigardu la realigon de mallarĝa linilarĝa operacio de pluraj malsamaj kategorioj de laseroj.
Semikonduktaĵaj laseroj havas la avantaĝojn de kompakta grandeco, alta efikeco, longa vivo kaj ekonomiaj avantaĝoj.
La Fabry-Perot (FP) optika resonator uzita en tradiciasemikonduktaĵaj laserojĝenerale oscilas en mult-longitudina reĝimo, kaj la eligo-linia larĝo estas relative larĝa, do necesas pliigi la optikan retrosciigon por akiri la eliron de mallarĝa linio-larĝo.
Distribuita religo (DFB) kaj Distributed Bragg-reflektado (DBR) estas du tipaj internaj optikaj religaj semikonduktaĵlaseroj. Pro la malgranda krada tonalto kaj bona ondolonga selektiveco, estas facile atingi stabilan unufrekvencan mallarĝan linilarĝan eliron. La ĉefdiferenco inter la du strukturoj estas la pozicio de la krado: la DFB-strukturo kutime distribuas la periodan strukturon de la Bragg krado ĉie en la resonator, kaj la resonator de la DBR estas kutime kunmetita de la reflekta kradostrukturo kaj la gajnregiono integrita en la fina surfaco. Krome, DFB-laseroj uzas enkonstruitajn kradojn kun malalta refrakta indickontrasto kaj malalta reflektiveco. DBR-laseroj uzas surfacajn kradojn kun alta refrakta indickontrasto kaj alta reflektiveco. Ambaŭ strukturoj havas grandan liberan spektran intervalon kaj povas elfari ondolongan agordon sen reĝimsalto en la intervalo de kelkaj nanometroj, kie la DBR-lasero havas pli larĝan agordan gamon ol laDFB-lasero. Krome, la ekstera kava optika retrosciiga teknologio, kiu uzas eksterajn optikajn elementojn por retrosciigi la eliĝan lumon de la duonkondukta lasera blato kaj elekti la frekvencon, ankaŭ povas realigi la mallarĝan liniolarĝan operacion de la semikonduktaĵa lasero.
(2) Fibraj laseroj
Fibraj laseroj havas altan pumpilkonvertan efikecon, bonan radiokvaliton kaj altan kunligan efikecon, kiuj estas la varmaj esplortemoj en la lasera kampo. En la kunteksto de la informa epoko, fibraj laseroj havas bonan kongruon kun nunaj optikaj fibro-komunikadsistemoj en la merkato. La unufrekvenca fibro lasero kun la avantaĝoj de mallarĝa linio larĝa, malalta bruo kaj bona kohereco fariĝis unu el la gravaj direktoj de sia disvolviĝo.
Ununura longituda reĝimo operacio estas la kerno de fibra lasero por atingi mallarĝan linio-larĝon eligo, kutime laŭ la strukturo de la resonator de ununura ofteco fibro lasero povas esti dividita en DFB tipo, DBR tipo kaj ringo tipo. Inter ili, la funkcia principo de DFB kaj DBR-unufrekvencaj fibro-laseroj estas simila al tiu de DFB kaj DBR-semikonduktaĵaj laseroj.
Kiel montrite en Figuro 1, DFB-fibra lasero devas skribi distribuitan Bragg-kradon en la fibron. Ĉar la funkcia ondolongo de la oscilatoro estas tuŝita de la fibroperiodo, la longituda reĝimo povas esti elektita tra la distribuita religo de la krado. La laserresonatoro de DBR-lasero estas kutime formita de paro da fibro Bragg kradoj, kaj la ununura longituda reĝimo estas plejparte elektita de mallarĝa bando kaj malalta reflektiveco fibro Bragg kradoj. Tamen, pro ĝia longa resonatoro, kompleksa strukturo kaj manko de efika frekvenca diskriminacia mekanismo, ringforma kavaĵo estas inklina al reĝima saltado, kaj estas malfacile labori stabile en konstanta longituda reĝimo dum longa tempo.
Figuro 1, Du tipaj linearaj strukturoj de ununura frekvencofibraj laseroj
Afiŝtempo: Nov-27-2023