An-diugh, bheir sinn a-steach leusair “monochromatic” don fhìor leusair loidhne-loidhne cumhang. Tha an nochdadh aige a’ lìonadh nam beàrnan ann an iomadh raon tagraidh de leusair, agus anns na bliadhnachan mu dheireadh chaidh a chleachdadh gu farsaing ann an lorg tonn grabhataidh, liDAR, mothachadh sgaoilte, conaltradh optigeach ciallach àrd-astar agus raointean eile, a tha na “mhisean” nach urrainn a bhith. air a chrìochnachadh a-mhàin le bhith a 'leasachadh cumhachd laser.
Dè a th’ ann an leusair caol loidhneach?
Tha an teirm “leud loidhne” a ’toirt iomradh air leud loidhne speactram an leusair anns an raon tricead, a tha mar as trice air a thomhas a thaobh leud làn leth-mhullach an speactram (FWHM). Tha buaidh mhòr aig an loidhne-loidhne air rèididheachd gun spionnadh ann an dadaman no ianan togarrach, fuaim ìre, crathadh meacanaigeach an resonator, jitter teodhachd agus factaran taobh a-muigh eile. Mar as lugha luach leud na loidhne, is ann as àirde purrachd an speactram, is e sin, is ann as fheàrr a bhios monochromaticity an leusair. Mar as trice chan eil ach glè bheag de dh'fhuaim ìre no tricead aig lasers le feartan mar sin agus glè bheag de dh'fhuaim co-cheangailte ri dian. Aig an aon àm, mar as lugha luach leud loidhneach an leusair, is ann as làidire a bhios an co-leanailteachd co-fhreagarrach, a tha air a nochdadh mar fhad co-leanailteachd fìor fhada.
Dèanamh agus cur an sàs leusair sreathach cumhang
Air a chuingealachadh leis a ’bhuannachd gnèitheach de stuth obrach an leusair, tha e cha mhòr do-dhèanta toradh an leusair linewidth cumhang a thoirt gu buil gu dìreach le bhith an urra ris an oscillator traidiseanta fhèin. Gus obrachadh leusair linewidth cumhang a thoirt gu buil, mar as trice feumar sìoltachain, grating agus innealan eile a chleachdadh gus am modulus fad-ùine anns an speactram buannachd a chuingealachadh no a thaghadh, àrdachadh air an eadar-dhealachadh buannachd lom eadar na modhan fad-ùine, gus am bi a glè bheag no eadhon aon oscillation modh fad-ùine anns an resonator laser. Anns a 'phròiseas seo, gu tric feumar smachd a chumail air buaidh fuaim air toradh leusair, agus lùghdachadh a dhèanamh air leudachadh loidhnichean speactram air adhbhrachadh le crathadh agus atharrachaidhean teothachd san àrainneachd a-muigh; Aig an aon àm, faodaidh e cuideachd a bhith air a chur còmhla ri mion-sgrùdadh air ìre no tricead fuaim dùmhlachd speactram gus tuigse fhaighinn air an tùs fuaim agus a 'leasachadh dealbhadh an leusair, gus coileanadh seasmhach toradh an leusair sreathach cumhang.
Bheir sinn sùil air coileanadh obrachadh loidhne-loidhne cumhang de ghrunn roinnean eadar-dhealaichte de lasers.
Tha buannachdan aig lasers semiconductor bho mheud teann, àrd-èifeachdas, beatha fhada agus buannachdan eaconamach.
An resonator optigeach Fabry-Perot (FP) air a chleachdadh ann an traidiseantalasers semiconductormar as trice oscillates ann am modh ioma-fhad, agus tha leud an loidhne toraidh gu ìre mhath farsaing, agus mar sin feumar fios air ais optigeach a mheudachadh gus toradh leud loidhne cumhang fhaighinn.
Tha fios air ais air a chuairteachadh (DFB) agus meòrachadh Bragg air a chuairteachadh (DBR) nan dà leusair leth-chonnsair fios-air-ais optigeach àbhaisteach. Mar thoradh air a’ phàirce grating beag agus deagh roghainn tonn-tonn, tha e furasta toradh sreathach caol aon-tricead seasmhach a choileanadh. Is e am prìomh eadar-dhealachadh eadar an dà structar suidheachadh an grating: mar as trice bidh structar DFB a’ cuairteachadh structar ràitheil an grating Bragg air feadh an resonator, agus mar as trice bidh resonator an DBR air a dhèanamh suas den structar grating meòrachaidh agus an roinn buannachd fhilleadh a-steach. an uachdar deiridh. A bharrachd air an sin, bidh leusairean DFB a’ cleachdadh gràinean freumhaichte le iomsgaradh clàr-amais ìosal agus faileas ìosal. Bidh lasers DBR a’ cleachdadh gràinean uachdar le iomsgaradh clàr-amais àrd ath-bheòthail agus faileasachd àrd. Tha raon speactram mòr an-asgaidh aig an dà structar agus faodaidh iad gleusadh tonn-tonn a dhèanamh gun leum modh anns an raon de ghrunn nanometers, far a bheil raon gleusaidh nas fharsainge aig an leusair DBR na anDFB leusair. A bharrachd air an sin, faodaidh an teicneòlas fios-air-ais optigeach cavity taobh a-muigh, a bhios a’ cleachdadh eileamaidean optigeach taobh a-muigh gus fios air ais a thoirt air ais bhon t-solas a-mach den chip laser semiconductor agus an tricead a thaghadh, cuideachd obrachadh loidhne-loidhne cumhang an leusair semiconductor a thoirt gu buil.
(2) Fiber leusair
Tha èifeachdas tionndaidh pumpa àrd aig lasers fiber, càileachd giùlan math agus èifeachdas ceangail àrd, a tha nan cuspairean rannsachaidh teth ann an raon laser. Ann an co-theacsa na h-aois fiosrachaidh, tha co-chòrdalachd math aig lasers fiber leis na siostaman conaltraidh snàithleach optigeach gnàthach sa mhargaidh. Tha an leusair snàithleach aon-tricead le buannachdan leud loidhne cumhang, fuaim ìosal agus deagh cho-leanailteachd air fàs gu bhith mar aon de na stiùiridhean cudromach airson a leasachadh.
Is e obrachadh modh fad-ùine singilte cridhe laser snàithleach gus toradh leud loidhne cumhang a choileanadh, mar as trice a rèir structar an resonator de leusair snàithleach aon tricead faodar a roinn ann an seòrsa DFB, seòrsa DBR agus seòrsa fàinne. Nam measg, tha prionnsapal obrach lasers snàithleach aon-tricead DFB agus DBR coltach ris an fhear aig lasers semiconductor DFB agus DBR.
Mar a chithear ann am Figear 1, is e leusair snàithleach DFB a bhith a’ sgrìobhadh sgrìobadh Bragg a-steach don t-snàithleach. Leis gu bheil an ùine fiber a ’toirt buaidh air tonn-tonn obrach an oscillator, faodar am modh fad-ùine a thaghadh tro fhios air ais sgaoilte an grating. Mar as trice bidh an resonator laser de leusair DBR air a chruthachadh le paidhir de snàithleach Bragg gratings, agus tha am modh fad-ùine singilte air a thaghadh sa mhòr-chuid le còmhlan cumhang agus snàithleach meòrachaidh ìosal Bragg gratings. Ach, air sgàth cho fada ‘s a tha an resonator, structar iom-fhillte agus dìth uidheamachd leth-bhreith tricead èifeachdach, tha cuas cumadh fàinne buailteach do hopadh modh, agus tha e duilich obrachadh gu seasmhach ann am modh fad-ùine seasmhach airson ùine mhòr.
Figear 1, Dà structar sreathach àbhaisteach de aon triceadlasers freumhag
Ùine puist: Samhain-27-2023