Тар сызыктуу лазердик технология Экинчи бөлүк

Тар сызыктуу лазердик технология Экинчи бөлүк

(3)Катуу абалдагы лазер

1960-жылы дүйнөдөгү биринчи рубин лазери катуу абалдагы лазер болгон, ал жогорку чыгуучу энергия жана кеңири толкун узундугу менен мүнөздөлөт. Катуу абалдагы лазердин уникалдуу мейкиндик түзүмү аны тар сызык чыгарууну долбоорлоодо ийкемдүү кылат. Азыркы учурда ишке ашырылган негизги методдорго кыска көңдөй ыкмасы, бир тараптуу шакекче көңдөй ыкмасы, ички көңдөй стандарттык методу, буралма маятник режиминин көңдөй ыкмасы, көлөмдүү Брагг торлуу ыкмасы жана үрөн инъекциялоо ыкмасы кирет.

7-сүрөттө бир нече типтүү бир узундуктуу режимдеги катуу абалдагы лазерлердин структурасы көрсөтүлгөн.

7(а)-сүрөттө FP-стандарттын көңдөйүнүн негизинде бирдиктүү узунунан режимди тандоонун иштөө принциби көрсөтүлгөн, башкача айтканда, стандарттын тар сызык берүү спектри башка узунунан режимдердин жоготууларын көбөйтүү үчүн колдонулат, ошондуктан башка узунунан режимдер бир узунунан иштөө режимине жетишүү үчүн, алардын кичинекей өткөрүмдүүлүгүнөн улам, режимдин атаандаштык процессинде чыпкаланат. Мындан тышкары, FP стандартынын Angle жана температурасын көзөмөлдөө жана узунунан режимдин интервалын өзгөртүү аркылуу толкун узундугун тууралоонун белгилүү бир диапазонун алууга болот. FIG. 7(б) жана (в) тегиздик эмес шакек осцилляторун (NPRO) жана бир узунунан режимдин чыгышын алуу үчүн колдонулган буралма маятник режиминин көңдөй ыкмасын көрсөтөт. Иштөө принциби - нурдун резонатордо бир багытта таралышын камсыз кылуу, кадимки толкун көңдөйүндөгү тескери бөлүкчөлөрдүн санынын бирдей эмес мейкиндикте бөлүштүрүлүшүн натыйжалуу жоюу жана ошентип, мейкиндик тешигинин күйүү эффектинин таасиринен качуу. бир узунунан режиминде чыгаруу. Жапырт Брэгг торунун (VBG) режимин тандоо принциби жогоруда айтылган жарым өткөргүч жана була тар сызыктагы лазердикине окшош, башкача айтканда, VBGди чыпкалоочу элемент катары колдонуу менен, анын жакшы спектралдык тандоосуна жана бурчтук тандоосуна, осцилляторго негизделген. 7(г)-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, узунунан режимди тандоо ролуна жетүү үчүн белгилүү бир толкун узундугунда же тилкесинде термелет.
Ошол эле учурда, узунунан режимди тандоонун тактыгын жакшыртуу, сызыктын туурасын андан ары тарытуу, же сызыктуу эмес жыштык трансформациясын жана башка ыкмаларды киргизүү менен режимдин атаандаштыктын интенсивдүүлүгүн жогорулатуу муктаждыктарына ылайык айкалыштырылышы мүмкүн. лазер тар сызыкта иштөөдө, аны жасоо кыйынжарым өткөргүч лазержанабула лазерлери.

(4) Brillouin лазери

Бриллоуин лазери аз ызы-чуу, тар сызык чыгаруу технологиясын алуу үчүн стимулдаштырылган Brillouin чачыратуу (SBS) эффектине негизделген, анын принциби фотон жана ички акустикалык талаанын өз ара аракеттенүүсү аркылуу Стокс фотондорунун белгилүү бир жыштык жылышын жаратат жана тынымсыз күчөтүлөт. өткөрүү жөндөмдүүлүгүн алуу.

8-сүрөттө SBS конверсиясынын деңгээл диаграммасы жана Бриллуен лазеринин негизги структурасы көрсөтүлгөн.

Акустикалык талаанын титирөө жыштыгы төмөн болгондуктан, материалдын Бриллоуин жыштыгынын жылышы, адатта, болгону 0,1-2 см-1, ошондуктан насостун жарыгы катары 1064 нм лазер менен Стокстун толкун узундугу көбүнчө болжол менен 1064,01 нмди түзөт, бирок бул ошондой эле анын кванттык конверсия эффективдүүлүгү өтө жогору экенин билдирет (теорияда 99,99% га чейин). Кошумчалай кетсек, чөйрөнүн Brillouin күчөтүү сызыгынын кеңдиги, адатта, MHZ-ghz тартибинде гана болгондуктан (кээ бир катуу медианын Brillouin жогорулатуу сызыгынын кеңдиги 10 МГц гана түзөт), ал лазердик жумушчу заттын күчөтүү сызыгынын кеңдигинен алда канча аз. 100 ГГц тартибинде, ошондуктан, Стокс Бриллуен лазеринде толкунданган бир нече жолу күчөтүлгөндөн кийин ачык-айкын спектрдин таруу кубулушун көрсөтө алат. көңдөй, жана анын чыгаруу линиясынын туурасы насостун линиясынын туурасынан бир нече ирет тар. Азыркы учурда, Brillouin лазери фотоника тармагында изилдөө очогу болуп калды, жана өтө тар сызык чыгаруунун Гц жана суб-Гц тартиби жөнүндө көптөгөн отчеттор бар.

Акыркы жылдарда толкун өткөргүч структурасы бар Brillouin аппараттары чөйрөсүндө пайда болдумикротолкундуу фотоника, жана миниатюризация, жогорку интеграция жана жогорку резолюция багытында тез өнүгүп жатышат. Мындан тышкары, алмаз сыяктуу жаңы кристалл материалдарына негизделген космостук Бриллоуин лазери да акыркы эки жылда адамдардын көз карашына кирди, анын толкун өткөргүч түзүмүнүн жана каскаддык SBS бөтөлкөлөрүнүн кубаттуулугундагы инновациялык ачылышы, Бриллоуин лазеринин күчү. 10 Вт магнитудасына чейин, анын колдонулушун кеңейтүү үчүн негиз салуу.
Жалпы түйүн
Эң алдыңкы билимдерди үзгүлтүксүз изилдөө менен тар сызык лазерлери эң сонун көрсөткүчтөрү менен илимий изилдөөлөрдүн ажырагыс куралы болуп калды, мисалы, гравитациялык толкундарды аныктоо үчүн LIGO лазер интерферометри, ал бир жыштыктагы тар сызыктын туурасын колдонот.лазерүрөн булагы катары 1064 нм толкун узундугу менен, ал эми урук нурунун сызыгы 5 кГц чегинде. Мындан тышкары, толкун узундугун жөндөөчү жана режимге секирүү мүмкүнчүлүгү жок тар кеңдиктеги лазерлер, айрыкча когеренттүү коммуникацияларда чоң колдонуу потенциалын көрсөтөт, алар толкун узундугуна (же жыштыкка) карата толкун узундугун бөлүү мультиплексирлөө (WDM) же жыштык бөлүү мультиплекстөө (FDM) муктаждыктарын эң сонун канааттандыра алат. ) тууралоо мүмкүнчүлүгү жана кийинки муундагы мобилдик байланыш технологиясынын негизги түзүмү болуп калышы күтүлүүдө.
Келечекте лазердик материалдардын инновациялары жана кайра иштетүү технологиясы лазердин линиясынын кысылышына, жыштыктын туруктуулугун жогорулатууга, толкун узундуктарынын диапазонун кеңейтүүгө жана кубаттуулукту жакшыртууга, адамдын белгисиз дүйнөнү изилдөөсүнө жол ачат.