Mallarĝa Linilarĝa Lasera Teknologio Parto Du
En 1960, la unua rubena lasero de la mondo estis solidstata lasero, karakterizita per alta elira energio kaj pli larĝa ondolonga kovro. La unika spaca strukturo de solidstata lasero igas ĝin pli fleksebla en la dezajno de mallarĝliniaj eligoj. Nuntempe, la ĉefaj efektivigitaj metodoj inkluzivas la metodon de mallonga kavaĵo, unudirekta ringa kavaĵo, la metodo de intrakavaĵo, la metodo de torda pendolo, la metodo de volumena Bragg-kradado kaj la metodo de seminjekto.
Figuro 7 montras la strukturon de pluraj tipaj unu-longitudaj reĝimaj solidstataj laseroj.
Figuro 7(a) montras la funkciprincipon de ununura longituda reĝima elekto bazita sur la en-kavaĵa FP-normo, tio estas, la mallarĝa linilarĝa transmisia spektro de la normo estas uzata por pliigi la perdon de aliaj longitudaj reĝimoj, tiel ke aliaj longitudaj reĝimoj estas filtritaj en la reĝima konkurenca procezo pro ilia malgranda transmitanco, por atingi ununuran longitudan reĝiman funkciadon. Krome, certa gamo de ondolonga agorda eligo povas esti atingita per kontrolado de la Angulo kaj temperaturo de la FP-normo kaj ŝanĝo de la longituda reĝima intervalo. FIG. 7(b) kaj (c) montras la ne-planan ringan oscilatoron (NPRO) kaj la torsan pendolan reĝiman kavaĵan metodon uzatajn por akiri ununuran longitudan reĝiman eligon. La funkciprincipo estas igi la faskon disvastiĝi en ununura direkto en la resonatoro, efike forigi la malebenan spacan distribuon de la nombro da inversigitaj partikloj en la ordinara staranta onda kavaĵo, kaj tiel eviti la influon de la spaca truobruliga efiko por atingi ununuran longitudan reĝiman eligon. La principo de la reĝimo-selektado per amasa Bragg-kradado (VBG) similas al tiu de duonkonduktaĵaj kaj fibraj mallarĝliniaj laseroj menciitaj antaŭe, tio estas, uzante VBG kiel filtrilon, surbaze de ĝia bona spektra selektiveco kaj angula selektiveco, la oscilatoro oscilas je specifa ondolongo aŭ bendo por atingi la rolon de longituda reĝimo-selektado, kiel montrite en Figuro 7(d).
Samtempe, pluraj longitudaj reĝimselektaj metodoj povas esti kombinitaj laŭ bezonoj por plibonigi la precizecon de longituda reĝimselektado, plue mallarĝigi la linilarĝon, aŭ pliigi la intensecon de la reĝimkonkurenco per enkonduko de nelineara frekvenctransformo kaj aliaj rimedoj, kaj pligrandigi la eliran ondolongon de la lasero dum funkciado en mallarĝa linilarĝo, kio estas malfacile farebla porduonkondukta laserokajfibraj laseroj.
(4) Brillouin-lasero
Brillouin-lasero baziĝas sur stimulita Brillouin-disĵeta (SBS) efiko por atingi malaltbruan, mallarĝlinian eliran teknologion. Ĝia principo estas, ke per la interago inter fotonoj kaj interna akustika kampo oni produktas certan frekvencan ŝoviĝon de Stokes-fotonoj, kaj ĝi estas kontinue amplifikita ene de la gajnolarĝo.
Figuro 8 montras la niveldiagramon de SBS-konverto kaj la bazan strukturon de la Brillouin-lasero.
Pro la malalta vibra frekvenco de la akustika kampo, la Brillouin-frekvenca ŝoviĝo de la materialo estas kutime nur 0,1-2 cm-1, do kun 1064 nm lasero kiel pumplumo, la generita Stokes-ondolongo ofte estas nur ĉirkaŭ 1064,01 nm, sed tio ankaŭ signifas, ke ĝia kvantuma konverta efikeco estas ekstreme alta (ĝis 99,99% teorie). Krome, ĉar la linilarĝo de la Brillouin-gajno de la medio estas kutime nur de la ordo de MHz-ghz (la linilarĝo de la Brillouin-gajno de iuj solidaj medioj estas nur ĉirkaŭ 10 MHz), ĝi estas multe malpli ol la linilarĝo de la lasera funkcianta substanco de la ordo de 100 GHz, do, la Stokes-ekscitita en Brillouin-lasero povas montri evidentan spektran mallarĝiĝan fenomenon post plurfoja plifortigo en la kavaĵo, kaj ĝia elira linilarĝo estas plurajn grandordojn pli mallarĝa ol la pumplinilarĝo. Nuntempe, la Brillouin-lasero fariĝis esplora temo en la fotonika kampo, kaj ekzistas multaj raportoj pri la Hz- kaj sub-Hz-ordo de ekstreme mallarĝa linilarĝa eligo.
En la lastaj jaroj, Brillouin-aparatoj kun ondgvidila strukturo aperis en la kampo demikroonda fotoniko, kaj rapide evoluas en la direkto de miniaturigo, alta integriĝo kaj pli alta rezolucio. Krome, la spac-kuranta Brillouin-lasero bazita sur novaj kristalaj materialoj kiel diamanto ankaŭ eniris la vizion de homoj en la pasintaj du jaroj, ĝia noviga sukceso en la potenco de la ondgvidila strukturo kaj la kaskada SBS-proplempunkto, la potenco de la Brillouin-lasero ĝis magnitudo de 10 W, metante la fundamenton por vastigado de ĝia apliko.
Ĝenerala krucvojo
Kun la kontinua esplorado de pintnivela scio, mallarĝliniaj laseroj fariĝis nemalhavebla ilo en scienca esplorado pro sia bonega funkciado, kiel ekzemple la lasera interferometro LIGO por detekto de gravitaj ondoj, kiu uzas unu-frekvencan mallarĝlinian laseron.laserokun ondolongo de 1064 nm kiel semfonto, kaj la linilarĝo de la semlumo estas ene de 5 kHz. Krome, mallarĝlarĝaj laseroj kun ondolongoagordebla kaj sen reĝimsalto ankaŭ montras grandan aplikan potencialon, precipe en koheraj komunikadoj, kiuj povas perfekte plenumi la bezonojn de ondolongodivida multipleksado (WDM) aŭ frekvencdivida multipleksado (FDM) por ondolongo (aŭ frekvenco) agordeblo, kaj estas atendate ke ili fariĝos la kerna aparato de la sekva generacio de mobilkomunikada teknologio.
En la estonteco, la novigado de laseraj materialoj kaj prilabora teknologio plue antaŭenigos la kunpremon de lasera linilarĝo, la plibonigon de frekvenca stabileco, la vastigon de ondolonga gamo kaj la plibonigon de potenco, pavimante la vojon por homa esplorado de la nekonata mondo.
Afiŝtempo: 29-a de novembro 2023