Тар сызыктуу лазер технологиясынын экинчи бөлүгү
1960-жылы дүйнөдөгү биринчи рубин лазери катуу абалдагы лазер болгон, ал жогорку чыгуучу энергия жана кеңири толкун узундугун камтуу менен мүнөздөлгөн. Катуу абалдагы лазердин уникалдуу мейкиндик түзүлүшү аны тар сызык туурасындагы чыгууну долбоорлоодо ийкемдүү кылат. Учурда ишке ашырылган негизги ыкмаларга кыска көңдөй ыкмасы, бир тараптуу шакекче көңдөй ыкмасы, көңдөй ичиндеги стандарттык ыкма, буроо маятник режиминдеги көңдөй ыкмасы, көлөмдүү Брэгг торчосу ыкмасы жана үрөн сайуу ыкмасы кирет.
7-сүрөттө бир нече типтүү бир узунунан кеткен режимдеги катуу абалдагы лазерлердин түзүлүшү көрсөтүлгөн.
7(а)-сүрөттө көңдөйдөгү FP стандартына негизделген бир узунунан режимди тандоонун иштөө принциби көрсөтүлгөн, башкача айтканда, стандарттын тар сызык туурасындагы өткөрүү спектри башка узунунан режимдердин жоголушун көбөйтүү үчүн колдонулат, ошондуктан башка узунунан режимдер өткөрүмдүүлүгү аз болгондуктан, режимдик атаандаштык процессинде чыпкаланып, бир узунунан режимде иштөөгө жетишилет. Мындан тышкары, FP стандартынын бурчун жана температурасын башкаруу жана узунунан режим аралыгын өзгөртүү менен толкун узундугун жөндөөнүн белгилүү бир диапазонун алууга болот. 7(b) жана (c)-сүрөттөрдө бир узунунан режимде чыгууну алуу үчүн колдонулган тегиз эмес шакекче осциллятору (NPRO) жана бурулуш маятник режиминдеги көңдөй ыкмасы көрсөтүлгөн. Иштөө принциби - нурдун резонатордо бир багытта таралышын камсыз кылуу, кадимки турган толкун көңдөйүндөгү тескери бөлүкчөлөрдүн санынын бирдей эмес мейкиндикте бөлүштүрүлүшүн натыйжалуу жок кылуу жана ошону менен бир узунунан режимде чыгууга жетүү үчүн мейкиндик тешиктин күйүү эффектинин таасиринен качуу. Көбүктүү Брэгг торчосунун (VBG) режимин тандоо принциби мурда айтылган жарым өткөргүч жана булалуу тар сызык туурасындагы лазерлердикиндей, башкача айтканда, VBGди чыпка элементи катары колдонуу менен, анын жакшы спектрдик тандоочулугуна жана бурчту тандоочулугуна негизделгенде, осциллятор белгилүү бир толкун узундугунда же тилкесинде термелип, узунунан режимди тандоо ролун аткарат, бул 7(d) сүрөттө көрсөтүлгөн.
Ошол эле учурда, узунунан режимди тандоонун тактыгын жакшыртуу, сызыктын туурасын андан ары тароо же сызыктуу эмес жыштыкты трансформациялоону жана башка каражаттарды киргизүү менен режимдин атаандаштык интенсивдүүлүгүн жогорулатуу жана тар сызык туурасында иштеп жатканда лазердин чыгуучу толкун узундугун кеңейтүү үчүн муктаждыктарга ылайык бир нече узунунан режимди тандоо ыкмаларын айкалыштырууга болот, бул үчүн аткаруу кыйын.жарым жарым лазержанабула лазерлери.
(4) Бриллюэн лазери
Бриллюэн лазери аз ызы-чууну, тар сызык кеңдигин чыгаруу технологиясын алуу үчүн стимулдаштырылган Бриллюэн чачырашынын (SBS) эффектине негизделген, анын принциби фотон жана ички акустикалык талаанын өз ара аракеттешүүсү аркылуу Стокс фотондорунун белгилүү бир жыштыктагы жылышын пайда кылат жана күчөтүү өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн чегинде тынымсыз күчөтүлөт.
8-сүрөттө SBS конверсиясынын деңгээл диаграммасы жана Бриллюэн лазеринин негизги түзүлүшү көрсөтүлгөн.
Акустикалык талаанын термелүү жыштыгынын төмөндүгүнөн улам, материалдын Бриллюэн жыштыгынын жылышы адатта 0,1-2 см-1 гана түзөт, ошондуктан насостук жарык катары 1064 нм лазер колдонулганда, пайда болгон Стокс толкун узундугу көбүнчө 1064,01 нмге жакын, бирок бул анын кванттык конверсиянын эффективдүүлүгү өтө жогору экенин билдирет (теория боюнча 99,99% га чейин). Мындан тышкары, чөйрөнүн Бриллюэндин күчөтүү сызыгынын туурасы адатта МГц-гц тартибинде гана болгондуктан (айрым катуу чөйрөлөрдүн Бриллюэндин күчөтүү сызыгынын туурасы болжол менен 10 МГц), ал 100 ГГц тартибиндеги лазердик жумушчу заттын күчөтүү сызыгынын туурасынан алда канча аз, ошондуктан Бриллюэн лазеринде дүүлүккөн Стокс көңдөйдө бир нече жолу күчөтүлгөндөн кийин спектрдин айкын тарышы кубулушун көрсөтүшү мүмкүн жана анын чыгуучу сызыгынын туурасы насостук сызыктын туурасынан бир нече эсе тар. Учурда Бриллюэн лазери фотоника тармагындагы изилдөөнүн эң маанилүү жерине айланды жана өтө кууш сызык кеңдигинин чыгышынын Гц жана субГц тартиби жөнүндө көптөгөн билдирүүлөр болгон.
Акыркы жылдары толкун өткөргүч түзүлүшү бар Бриллюэн түзүлүштөрү тармакта пайда болдумикротолкундуу фотоникажана миниатюризация, жогорку интеграция жана жогорку чечилиш багытында тездик менен өнүгүп жатат. Мындан тышкары, акыркы эки жылда алмаз сыяктуу жаңы кристаллдык материалдарга негизделген космоско чыгарылган Бриллюэн лазери да адамдардын көз карашына кирди, анын толкун өткөргүч түзүлүшүнүн жана каскаддык SBS бөгөтүнүн кубаттуулугундагы инновациялык ачылышы, Бриллюэн лазеринин кубаттуулугун 10 Вт чейин көтөрүү, анын колдонулушун кеңейтүү үчүн негиз түздү.
Жалпы түйүн
Заманбап билимдерди тынымсыз изилдөө менен, тар сызык кеңдигиндеги лазерлер, мисалы, бир жыштыктагы тар сызык кеңдигин колдонгон гравитациялык толкундарды аныктоо үчүн LIGO лазердик интерферометри сыяктуу эң сонун иштеши менен илимий изилдөөлөрдө алмаштыргыс куралга айланды.лазертолкун узундугу 1064 нм болгон үрөн булагы катары колдонулат жана үрөн жарыгынын сызык туурасы 5 кГц чегинде. Мындан тышкары, толкун узундугун тууралоого мүмкүн болгон жана режимдик секирүүсү жок кууш тууралуу лазерлер, айрыкча когеренттүү байланышта, чоң колдонуу потенциалын көрсөтөт, алар толкун узундугун (же жыштыкты) тууралоо үчүн толкун узундугун бөлүү мультиплекстөөсүнүн (WDM) же жыштык бөлүү мультиплекстөөсүнүн (FDM) муктаждыктарын толук канааттандыра алат жана кийинки муундагы мобилдик байланыш технологиясынын негизги түзмөгү болуп калат деп күтүлүүдө.
Келечекте лазердик материалдарды жана иштетүү технологиясын жаңыртуу лазердик линиянын туурасын кысууга, жыштыктын туруктуулугун жакшыртууга, толкун узундугунун диапазонун кеңейтүүгө жана кубаттуулукту жакшыртууга өбөлгө түзөт, бул белгисиз дүйнөнү адамдардын изилдөөсүнө жол ачат.
Жарыяланган убактысы: 2023-жылдын 29-ноябры