Razvoj i tržišni status podesivog lasera Drugi dio

Razvoj i tržišni status podesivog lasera (drugi dio)

Princip radapodesivi laser

Postoje otprilike tri principa za postizanje laserskog podešavanja talasne dužine. Većinapodesivi laserikoristite radne tvari sa širokim fluorescentnim linijama. Rezonatori koji čine laser imaju veoma male gubitke samo u veoma uskom opsegu talasnih dužina. Prema tome, prvi je da se promeni talasna dužina lasera promenom talasne dužine koja odgovara oblasti malih gubitaka rezonatora nekim elementima (kao što je rešetka). Drugi je pomjeriti energetski nivo laserskog prijelaza promjenom nekih vanjskih parametara (kao što su magnetsko polje, temperatura, itd.). Treći je upotreba nelinearnih efekata za postizanje transformacije i podešavanja talasne dužine (vidi nelinearna optika, stimulisano Ramanovo rasejanje, optičko udvostručavanje frekvencije, optičke parametarske oscilacije). Tipični laseri koji pripadaju prvom modu podešavanja su laseri sa bojama, krizoberilni laseri, laseri sa centrima boja, podesivi gasni laseri visokog pritiska i podesivi ekscimer laseri.

Podesivi laser iz perspektive tehnologije realizacije uglavnom se dijeli na: tehnologiju strujnog upravljanja, tehnologiju kontrole temperature i tehnologiju mehaničkog upravljanja.
Među njima, tehnologija elektronske kontrole je postizanje podešavanja talasne dužine promenom struje ubrizgavanja, sa brzinom podešavanja na nivou NS, širokim opsegom podešavanja, ali malom izlaznom snagom, zasnovanom na tehnologiji elektronske kontrole uglavnom SG-DBR (uzorkovanje rešetke DBR) i GCSR laser (pomoćna rešetka usmjerena spregnuta refleksija uzorkovanja unatrag) . Tehnologija kontrole temperature mijenja izlaznu valnu dužinu lasera promjenom indeksa prelamanja aktivnog područja lasera. Tehnologija je jednostavna, ali spora i može se podesiti uz usku širinu pojasa od samo nekoliko nm. Glavni su bazirani na tehnologiji kontrole temperatureDFB laser(distribuirana povratna informacija) i DBR laser (Distributed Bragg refleksija). Mehanička kontrola je uglavnom bazirana na MEMS (mikro-elektro-mehanički sistem) tehnologiji za kompletiranje odabira talasne dužine, sa velikim podesivim propusnim opsegom, velikom izlaznom snagom. Glavne strukture zasnovane na tehnologiji mehaničkog upravljanja su DFB (distribuirana povratna sprega), ECL (laser s vanjskim kavitetom) i VCSEL (laser koji emituje vertikalnu površinu šupljine). Sljedeće je objašnjeno iz ovih aspekata principa podesivih lasera.

Aplikacija optičke komunikacije

Laser koji se može podesiti je ključni optoelektronski uređaj u novoj generaciji sistema multipleksiranja guste talasne dužine i razmene fotona u potpuno optičkoj mreži. Njegova primjena uvelike povećava kapacitet, fleksibilnost i skalabilnost sistema prijenosa optičkih vlakana, te je realizovala kontinuirano ili kvazi-kontinuirano podešavanje u širokom opsegu talasnih dužina.
Kompanije i istraživačke institucije širom svijeta aktivno promovišu istraživanje i razvoj podesivih lasera, a na ovom polju se stalno ostvaruje novi napredak. Performanse podesivih lasera se stalno poboljšavaju, a troškovi se stalno smanjuju. Trenutno su podesivi laseri uglavnom podijeljeni u dvije kategorije: poluvodički podesivi laseri i podesivi laseri s vlaknima.
Poluprovodnički laserje važan izvor svjetlosti u optičkom komunikacijskom sistemu, koji ima karakteristike male veličine, male težine, visoke efikasnosti konverzije, uštede energije, itd., te se lako postiže optoelektronska integracija jednog čipa sa drugim uređajima. Može se podijeliti na podesivi distribuirani laser povratne sprege, distribuirani Braggov laser za ogledalo, mikromotorni sistem sa vertikalnim emitujućim laserom površine šupljine i poluprovodnički laser sa eksternom šupljinom.
Razvoj podesivog lasera s vlaknima kao medija za pojačanje i razvoj poluvodičke laserske diode kao izvora pumpe uvelike je promovirao razvoj lasera s vlaknima. Laser koji se može podesiti je baziran na širini pojasa od 80 nm dopiranog vlakna, a filterski element se dodaje u petlju da kontroliše talasnu dužinu lasera i realizuje podešavanje talasne dužine.
Razvoj podesivih poluprovodničkih lasera je vrlo aktivan u svijetu, a napredak je također vrlo brz. Kako se podesivi laseri postepeno približavaju laserima fiksne talasne dužine u smislu cene i performansi, oni će se neizbežno sve više koristiti u komunikacijskim sistemima i igrati važnu ulogu u budućim potpuno optičkim mrežama.

Perspektiva razvoja
Postoji mnogo tipova podesivih lasera, koji se generalno razvijaju daljim uvođenjem mehanizama za podešavanje talasne dužine na bazi različitih lasera sa jednom talasnom dužinom, a neki proizvodi su isporučeni na međunarodno tržište. Osim razvoja kontinuiranih optičkih podesivih lasera, prijavljeni su i podesivi laseri s integriranim drugim funkcijama, kao što je podesivi laser integriran s jednim VCSEL čipom i modulatorom električne apsorpcije, te laser integriran s Braggovim reflektorom s rešetkom uzorka. i poluvodičko optičko pojačalo i električni apsorpcijski modulator.
Budući da je podesivi laser talasne dužine široko korišten, podesivi laser različitih struktura može se primijeniti na različite sisteme, a svaki ima prednosti i nedostatke. Poluprovodnički laser sa eksternom šupljinom može se koristiti kao širokopojasni podesivi izvor svjetlosti u preciznim instrumentima za ispitivanje zbog svoje velike izlazne snage i kontinuirane podesive valne dužine. Iz perspektive integracije fotona i ispunjavanja buduće potpuno optičke mreže, DBR rešetke uzoraka, DBR sa superstrukturiranom rešetkom i podesivi laseri integrirani s modulatorima i pojačalima mogu biti obećavajući podesivi izvori svjetlosti za Z.
Podesivi laser sa rešetkastim vlaknima sa eksternom šupljinom je takođe obećavajuća vrsta izvora svetlosti, koji ima jednostavnu strukturu, usku širinu linije i lako spajanje vlakana. Ako se EA modulator može integrirati u šupljinu, može se koristiti i kao brzi podesivi optički solitonski izvor. Osim toga, podesivi laseri s vlaknima bazirani na laserima s vlaknima postigli su značajan napredak posljednjih godina. Može se očekivati ​​da će se performanse podesivih lasera u optičkim komunikacionim izvorima svjetlosti dodatno poboljšati, a tržišni udio će se postepeno povećavati, s vrlo svijetlim izgledima za primjenu.