Бүгүн биз экстремалдык - тар сызык лазерине "монохроматикалык" лазерди киргизебиз. Анын пайда болушу лазердин көптөгөн колдонуу тармактарындагы боштуктарды толтурат жана акыркы жылдары гравитациялык толкундарды аныктоо, liDAR, бөлүштүрүлгөн сезүү, жогорку ылдамдыктагы когеренттүү оптикалык байланыш жана башка тармактарда кеңири колдонулуп келет, бул "миссия" болуп саналат. лазер күчүн жакшыртуу менен гана аяктады.
Тар сызыктагы лазер деген эмне?
"Сызыктын туурасы" термини жыштык домениндеги лазердин спектрдик сызыгынын туурасын билдирет, ал адатта спектрдин жарым чокусунун толук туурасы (FWHM) менен эсептелинет. Сызыктын кеңдигине негизинен дүүлүккөн атомдордун же иондордун стихиялуу нурлануусу, фазалык ызы-чуу, резонатордун механикалык термелүүсү, температуранын жыты жана башка тышкы факторлор таасир этет. Сызыктын туурасынын мааниси канчалык кичине болсо, спектрдин тазалыгы ошончолук жогору болот, башкача айтканда, лазердин монохроматтуулугу ошончолук жакшы болот. Мындай мүнөздөмөлөргө ээ лазерлер, адатта, өтө аз фаза же жыштык ызы-чуусуна жана өтө аз салыштырмалуу интенсивдүүлүк ызы-чуусуна ээ. Ошол эле учурда лазердин сызыктуу туурасынын мааниси канчалык аз болсо, ошончолук тиешелүү когеренттүүлүк күчөйт, ал өтө узун когеренттик узундук катары көрүнөт.
Тар сызык лазерин ишке ашыруу жана колдонуу
Лазердин жумушчу затынын мүнөздүү пайда сызыгы менен чектелген, салттуу осциллятордун өзүнө таянуу менен тар сызыктагы лазердин чыгышын түздөн-түз ишке ашыруу дээрлик мүмкүн эмес. Тар сызык лазеринин иштешин ишке ашыруу үчүн, адатта, пайда спектринде узунунан модулду чектөө же тандоо үчүн фильтрлерди, торлорду жана башка түзүлүштөрдү колдонуу керек, узунунан кеткен режимдердин ортосундагы таза пайда айырмасын көбөйтүү керек. лазердик резонатордо бир нече же ал тургай бир гана узунунан режимдин термелүүсү. Бул процессте көбүнчө лазердин чыгышына ызы-чуунун таасирин көзөмөлдөө жана тышкы чөйрөнүн титирөө жана температуралык өзгөрүүлөрүнөн келип чыккан спектрдик сызыктардын кеңейүүсүн минималдаштыруу зарыл; Ошол эле учурда, ал ызы-чуунун булагын түшүнүү жана лазердин дизайнын оптималдаштыруу үчүн фазалык же жыштык ызы-чуунун спектрдик тыгыздыгын талдоо менен айкалыштырылышы мүмкүн, ошондуктан тар сызык лазеринин туруктуу чыгышына жетишүү үчүн.
Келгиле, лазердин бир нече түрдүү категорияларынын тар сызыктарынын иштешин ишке ашырууну карап көрөлү.
Жарым өткөргүч лазерлердин артыкчылыктары компакттуу өлчөмү, жогорку эффективдүүлүгү, узак өмүрү жана экономикалык пайдасы бар.
салттуу колдонулган Fabry-Perot (FP) оптикалык резонаторжарым өткөргүч лазержалпысынан көп узундуктуу режимде термелет, ал эми чыгуу сызыгынын туурасы салыштырмалуу кең, ошондуктан тар сызык туурасынын чыгышын алуу үчүн оптикалык пикирди көбөйтүү керек.
Бөлүштүрүлгөн пикир (DFB) жана Бөлүштүрүлгөн Брегг чагылдырылышы (DBR) эки типтүү ички оптикалык пикир жарым өткөргүч лазер болуп саналат. Кичинекей тордун бийиктигинин жана толкун узундугунун жакшы селективдүүлүгүнөн улам, туруктуу бир жыштыктагы тар сызык чыгарууга жетишүү оңой. Эки структуранын ортосундагы негизги айырма тордун абалы болуп саналат: DFB структурасы, адатта, Брегг торунун мезгилдүү түзүмүн резонатор боюнча бөлүштүрөт, ал эми ДБРдин резонатору, адатта, чагылдыруучу тордун структурасынан жана интеграцияланган пайда аймагынан турат. акыркы бети. Кошумчалай кетсек, DFB лазерлери сынуу көрсөткүчүнүн контрасттуулугу жана чагылуусу төмөн камтылган торлорду колдонушат. DBR лазерлери жогорку сынуу көрсөткүчү контраст жана жогорку чагылдыруу менен беттик торлорду колдонушат. Эки структура тең чоң эркин спектрдик диапазонго ээ жана бир нече нанометрдик диапазондо режим секирбестен толкун узундугун тууралоону аткара алат, мында DBR лазери диапазонуна караганда кеңири тюнинг диапазонуна ээ.DFB лазер. Мындан тышкары, жарым өткөргүч лазер микросхемасынын чыгуучу жарыгын кайтаруу жана жыштыкты тандоо үчүн тышкы оптикалык элементтерди колдонгон тышкы көңдөй оптикалык пикир технологиясы, ошондой эле жарым өткөргүч лазердин тар линиясынын ишин ишке ашыра алат.
(2) Була лазерлери
Була лазерлери насостун конверсиясынын жогорку эффективдүүлүгүнө, жакшы нурдун сапатына жана жогорку туташтыруунун эффективдүүлүгүнө ээ, алар лазер тармагындагы ысык изилдөө темалары болуп саналат. Маалымат доорунун шартында була лазерлери рынокто учурдагы оптикалык була байланыш системалары менен жакшы шайкеш келет. Тар сызык туурасы, аз ызы-чуу жана жакшы когеренттүүлүк артыкчылыктары менен бир жыштык була лазер аны өнүктүрүүнүн маанилүү багыттарынын бири болуп калды.
Single узунунан режими иштөө тар линия-туурасы чыгарууга жетүү үчүн була лазердин өзөгү болуп саналат, адатта, бир жыштык була лазердин резонатор түзүлүшү боюнча DFB түрү, DBR түрү жана шакек түрүнө бөлүүгө болот. Алардын ичинен DFB жана DBR бир жыштыктагы була лазерлеринин иштөө принциби DFB жана DBR жарым өткөргүчтүү лазердикине окшош.
1-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, DFB була лазери булага бөлүштүрүлгөн Брегг торлорун жазуу үчүн. Осциллятордун жумушчу толкун узундугуна була мезгили таасир эткендиктен, тордун бөлүштүрүлгөн пикири аркылуу узунунан режимди тандоого болот. DBR лазеринин лазердик резонатору, адатта, бир жуп була Брегг торлору менен түзүлөт, ал эми жалгыз узунунан кеткен режим негизинен тар тилке жана аз чагылдыруучу була Брэгг торлору менен тандалат. Бирок, анын узун резонатору, татаал түзүлүшү жана эффективдүү жыштык дискриминациялоо механизми жок болгондуктан, шакек түрүндөгү көңдөй режим секирүүсүнө ыктайт жана узак убакыт бою туруктуу узунунан келген режимде туруктуу иштөө кыйын.
1-сүрөт, бир жыштыктагы эки типтүү сызыктуу структураларбула лазерлери
Посттун убактысы: 27-2023-ж