Princip podešavanja podesivog poluprovodničkog lasera (podešljivog lasera)

Princip podešavanjaPodesivi poluprovodnički laser(Podesivi laser)

Podesivi poluprovodnički laser je vrsta lasera koja može kontinuirano mijenjati talasnu dužinu laserskog izlaza u određenom rasponu. Podesivi poluprovodnički laser koristi termičko podešavanje, električno podešavanje i mehaničko podešavanje za podešavanje dužine šupljine, spektra refleksije rešetke, faze i drugih varijabli radi postizanja podešavanja talasne dužine. Ova vrsta lasera ima širok spektar primjene u optičkoj komunikaciji, spektroskopiji, senzorima, medicini i drugim oblastima. Slika 1 prikazuje osnovni sastavpodesivi laser, uključujući jedinicu za pojačanje svjetlosti, FP šupljinu sastavljenu od prednjeg i zadnjeg ogledala i jedinicu filtera za odabir optičkog moda. Konačno, podešavanjem dužine refleksijske šupljine, optički filter može dostići izlaz za odabir talasne dužine.

SL. 1

Metoda podešavanja i njeno izvođenje

Princip podešavanja podesivnogpoluprovodnički laseriuglavnom zavisi od promjene fizičkih parametara laserskog rezonatora kako bi se postigle kontinuirane ili diskretne promjene u izlaznoj laserskoj talasnoj dužini. Ovi parametri uključuju, ali nisu ograničeni na, indeks prelamanja, dužinu šupljine i odabir moda. U nastavku je detaljno opisano nekoliko uobičajenih metoda podešavanja i njihovi principi:

1. Podešavanje injekcije nosioca

Podešavanje ubrizgavanja nosioca služi za promjenu indeksa prelamanja materijala promjenom struje ubrizgane u aktivno područje poluprovodničkog lasera, kako bi se postiglo podešavanje talasne dužine. Kada se struja poveća, koncentracija nosioca u aktivnom području se povećava, što rezultira promjenom indeksa prelamanja, što zauzvrat utiče na talasnu dužinu lasera.

2. Termičko podešavanje Termičko podešavanje je promjena indeksa prelamanja i dužine šupljine materijala promjenom radne temperature lasera, kako bi se postiglo podešavanje talasne dužine. Promjene temperature utiču na indeks prelamanja i fizičku veličinu materijala.

3. Mehaničko podešavanje Mehaničko podešavanje se postiže promjenom položaja ili ugla vanjskih optičkih elemenata lasera. Uobičajene metode mehaničkog podešavanja uključuju promjenu ugla difrakcijske rešetke i pomicanje položaja ogledala.

4 Elektrooptičko podešavanje Elektrooptičko podešavanje se postiže primjenom električnog polja na poluprovodnički materijal kako bi se promijenio indeks prelamanja materijala, čime se postiže podešavanje talasne dužine. Ova metoda se obično koristi uelektrooptički modulatori (Izborna komisija za posmatranje izbora (MPI)) i elektrooptički podešeni laseri.

Ukratko, princip podešavanja podesivog poluprovodničkog lasera uglavnom ostvaruje podešavanje talasne dužine promjenom fizičkih parametara rezonatora. Ovi parametri uključuju indeks prelamanja, dužinu šupljine i odabir moda. Specifične metode podešavanja uključuju podešavanje injekcijom nosioca, termičko podešavanje, mehaničko podešavanje i elektrooptičko podešavanje. Svaka metoda ima svoj specifični fizički mehanizam i matematičko izvođenje, a odabir odgovarajuće metode podešavanja treba razmotriti u skladu sa specifičnim zahtjevima primjene, kao što su opseg podešavanja, brzina podešavanja, rezolucija i stabilnost.