Danas ćemo uvesti "jednobojni" laser u ekstremnu laseru uskog redaka. Njegova pojava ispunjava nedostatke u mnogim aplikacijskim poljima lasera, a posljednjih godina se široko koristi u gravitacijskoj detekciji valova, Lidra, distribuiranom osjetljivom, dosljednoj optičkoj komunikaciji i drugim poljima, što je "misija" koja se ne može dovršiti samo poboljšanjem laserske energije.
Šta je laser uskim linijama?
Izraz "širina linije" odnosi se na širinu spektralne linije lasera u frekvencijskoj domeni, koja se obično kvantificira u pogledu poluprikolice pune širine spektra (FWHMM). Linija uglavnom utječe spontano zračenje uzbuđenih atoma ili jona, fazni šum, mehanička vibracija rezonatora, temperaturnih cicija i drugih vanjskih faktora. Što je manja vrijednost širine linije, veća je čistoća spektra, to je bolja jednobojnost lasera. Laseri sa takvim karakteristikama obično imaju vrlo malo faze ili frekvencijsku buku i vrlo malo buke za relativno intenzitet. Istovremeno, manja vrijednost linearne širine lasera, jača je odgovarajuća koherentnost koja se očituje kao izuzetno dugo koherentnost.
Realizacija i primjena uskog redapnog lasera
Ograničena svojstvena linijska širina radne tvari lasera, gotovo je nemoguće izravno realizirati izlaz uskog lasera line širine oslanjajući se na tradicionalni oscilator. Da bi se realizirali radom uskog reznog lasera, obično je potrebno koristiti filtere, rešetke i druge uređaje za ograničavanje ili odabir uzdužnog modula u spektrou za dobitak, povećajte neto razliku između uzdužnih režima, tako da u laserskom rezonatoru ima nekoliko ili čak samo jedan uzdužni oscilacija u laserskom rezonatoru. U tom je procesu često potrebno kontrolirati utjecaj buke na lasersku izlazu i minimiziranje proširenja spektralnih linija uzrokovanih promjenama vibracija i temperature vanjskog okruženja; Istovremeno se može kombinovati i sa analizom spektralne gustoće faze ili frekvencije buke kako bi se razumio izvor buke i optimizirali dizajn lasera, kako bi se postigao stabilan izlaz uskim laserom.
Pogledajmo realizaciju uskog redapcijskog rada nekoliko različitih kategorija lasera.
Poluprovodnički laseri imaju prednosti kompaktne veličine, visoke efikasnosti, duge život i ekonomske koristi.
Fabul-Perot (FP) optički rezonator koji se koristi u tradicionalnompoluvodički laseriOpćenito oscilira u višeslojnom režimu, a širina izlazne linije je relativno široka, tako da je potrebno povećati optičku povratnu informaciju za dobivanje izlaza uskog širine linije.
Distribuirana povratna informacija (DFB) i distribuirani hrvatski refleksija (DBR) su dva tipična unutrašnja optička povratna kazna poluvodičkih lasera. Zbog malog mirnog nagiba i dobre selektivnosti talasne dužine, lako je postići stabilnu sonstveno usku liniju širine širine. Glavna razlika između dvije strukture je položaj rešetke: DFB struktura obično distribuira periodičnu strukturu rešetke BRAGG-a širom rezonatora, a rezonator DBR-a obično se sastoji od refleksije refleksije strukture za reflektor i regije dobitka integrirane u krajnju površinu. Pored toga, DFB laseri koriste ugrađene reflektore sa niskim kontrastom reflektivnog indeksa i niskom reflektivnošću. DBR laseri koriste površinske rešetke sa visokim kontrastom za indekse za refrakciju i visoku reflektivnost. Obje strukture imaju veliki besplatni spektralni raspon i mogu izvršiti podešavanje talasne dužine bez skoka na režimu u rasponu nekoliko nanometara, gdje DBR laser ima širi raspon ugađanja odDFB laser. Uz to, vanjska šupljina optička povratna tehnologija, koja koristi vanjske optičke elemente za povratne informacije odlazne svjetlosti poluvodičkog laserskog čipa i odabir frekvencije, može realizirati i usking širine poluvodičkog lasera.
(2) vlaknasti laseri
Vlaknasti laseri imaju visoku efikasnost pretvorbe pumpe, dobru kvalitetu snopa i visoku efikasnost spajanja, koja su tema za vruće istraživanje u laserskom polju. U kontekstu informativne dobi, vlaknasti laseri imaju dobru kompatibilnost sa trenutnim optičkim komunikacijskim sistemima u tržištu. Jednokefrekventni laser sa prednostima uskog širine linije, niske buke i dobre koherentnosti postao je jedan od važnih smjerova njegovog razvoja.
Jednovremeni operacijski režim je jezgro lasera vlakana za postizanje uskog izlaza širine linije, obično u skladu sa strukturom rezonatora jednofrekventnog vlakna lasera može se podijeliti u DFB tip, DBR tip i tip prstena. Među njima, princip rada DFB-a i DBR-a jedno-frekventnih vlakana sličan je onoj od DFB i DBR poluvodičkih lasera.
Kao što je prikazano na slici 1, DFB Fiber Laser je pisanje distribuirane hvalisanje na vlakno u vlakno. Budući da na radna talasna dužina oscilatora utječe na period vlakana, uzdužni način može se odabrati kroz distribuirane povratne informacije rešetke. Laserski rezonator DBR lasera obično se formira par rešetki vlakana, a jedan uzdužni način rada uglavnom se odabere uskim opsegom i niskim reflektivnim vlaknama. Međutim, zbog duge rezonatora, složena struktura i nedostatak efektivne frekvencijske diskriminacije, šupljina u obliku prstena je sklona skoku modu, a teško je dugo raditi u stalnom dugogodišnjem režimu.
Slika 1, dvije tipične linearne strukture jedne frekvencijeVlaknasti laseri
Pošta: Nov-27-2023