Pag-unlad at katayuan sa merkado ng tunable laser Ikalawang Bahagi

Pag-unlad at katayuan sa merkado ng tunable laser (Ikalawang Bahagi)

Prinsipyo ng Paggawa ngmaaaring ibagay na laser

Mayroong humigit-kumulang tatlong prinsipyo para sa pagkamit ng laser wavelength tuning. Karamihanmga laser na maaaring ibagayGumagamit ng mga gumaganang sangkap na may malalawak na linya ng fluorescent. Ang mga resonator na bumubuo sa laser ay may napakababang pagkalugi lamang sa isang napakakitid na saklaw ng wavelength. Samakatuwid, ang una ay ang pagbabago ng wavelength ng laser sa pamamagitan ng pagbabago ng wavelength na naaayon sa low loss region ng resonator sa pamamagitan ng ilang elemento (tulad ng isang grating). Ang pangalawa ay ang pagbabago ng antas ng enerhiya ng paglipat ng laser sa pamamagitan ng pagbabago ng ilang panlabas na parameter (tulad ng magnetic field, temperatura, atbp.). Ang pangatlo ay ang paggamit ng mga nonlinear effect upang makamit ang wavelength transformation at tuning (tingnan ang nonlinear optics, stimulated Raman scattering, optical frequency doubling, optical parametric oscillation). Ang mga karaniwang laser na kabilang sa unang tuning mode ay ang mga dye laser, chrysoberyl laser, color center laser, tunable high-pressure gas laser at tunable excimer laser.

Ang tunable laser mula sa pananaw ng teknolohiya ng pagsasakatuparan ay pangunahing nahahati sa: teknolohiya ng kasalukuyang kontrol, teknolohiya ng pagkontrol ng temperatura at teknolohiya ng mekanikal na kontrol.
Kabilang sa mga ito, ang teknolohiyang elektronikong kontrol ay ang pagkamit ng wavelength tuning sa pamamagitan ng pagbabago ng injection current, na may bilis ng tuning sa antas ng NS, malawak na bandwidth ng tuning, ngunit maliit na output power, na pangunahing nakabatay sa teknolohiyang elektronikong kontrol na SG-DBR (sampling grating DBR) at GCSR laser (auxiliary grating directional coupling backward-sampling reflection). Binabago ng teknolohiyang pangkontrol ng temperatura ang output wavelength ng laser sa pamamagitan ng pagbabago ng refractive index ng aktibong rehiyon ng laser. Ang teknolohiyang ito ay simple ngunit mabagal, at maaaring isaayos gamit ang makitid na lapad ng banda na ilang nm lamang. Ang mga pangunahing nakabatay sa teknolohiyang pangkontrol ng temperatura ayLaser ng DFB(distributed feedback) at DBR laser (Distributed Bragg reflection). Ang mekanikal na kontrol ay pangunahing nakabatay sa teknolohiyang MEMS (micro-electro-mechanical system) upang makumpleto ang pagpili ng wavelength, na may malaking adjustable bandwidth, mataas na output power. Ang mga pangunahing istrukturang nakabatay sa mekanikal na teknolohiya ng kontrol ay ang DFB (distributed feedback), ECL (external cavity laser) at VCSEL (vertical cavity surface emitting laser). Ang sumusunod ay ipinaliwanag mula sa mga aspetong ito ng prinsipyo ng mga tunable laser.

Aplikasyon ng komunikasyong optikal

Ang tunable laser ay isang mahalagang optoelectronic device sa isang bagong henerasyon ng dense wavelength division multiplexing system at photon exchange sa all-optical network. Ang aplikasyon nito ay lubos na nagpapataas ng kapasidad, flexibility, at scalability ng optical fiber transmission system, at nakamit ang tuluy-tuloy o mala-tuloy na tuning sa malawak na hanay ng wavelength.
Aktibong itinataguyod ng mga kompanya at institusyong pananaliksik sa buong mundo ang pananaliksik at pagpapaunlad ng mga tunable laser, at patuloy na nagagawa ang mga bagong pag-unlad sa larangang ito. Patuloy na pinapabuti ang pagganap ng mga tunable laser at patuloy na nababawasan ang gastos. Sa kasalukuyan, ang mga tunable laser ay pangunahing nahahati sa dalawang kategorya: semiconductor tunable laser at tunable fiber laser.
Laser na semikonduktoray isang mahalagang pinagmumulan ng liwanag sa sistema ng komunikasyong optikal, na may mga katangian ng maliit na sukat, magaan, mataas na kahusayan sa conversion, pagtitipid ng kuryente, atbp., at madaling makamit ang single chip optoelectronic integration sa iba pang mga device. Maaari itong hatiin sa tunable distributed feedback laser, distributed Bragg mirror laser, micromotor system vertical cavity surface emitting laser at external cavity semiconductor laser.
Ang pag-unlad ng tunable fiber laser bilang gain medium at ang pag-unlad ng semiconductor laser diode bilang pump source ay lubos na nag-udyok sa pag-unlad ng mga fiber laser. Ang tunable laser ay batay sa 80nm gain bandwidth ng doped fiber, at ang filter element ay idinaragdag sa loop upang kontrolin ang lasing wavelength at maisakatuparan ang wavelength tuning.
Ang pag-unlad ng tunable semiconductor laser ay napakabilis sa mundo, at ang pag-unlad ay napakabilis din. Habang unti-unting lumalapit ang mga tunable laser sa mga fixed wavelength laser sa mga tuntunin ng gastos at pagganap, hindi maiiwasang gagamitin ang mga ito nang higit pa sa mga sistema ng komunikasyon at gaganap ng mahalagang papel sa mga all-optical network sa hinaharap.

Pag-asam ng pag-unlad
Maraming uri ng mga tunable laser, na karaniwang nabubuo sa pamamagitan ng karagdagang pagpapakilala ng mga mekanismo ng wavelength tuning batay sa iba't ibang single-wavelength laser, at ang ilang mga kalakal ay naibigay na sa merkado sa buong mundo. Bukod sa pag-unlad ng mga continuous optical tunable laser, naiulat din ang mga tunable laser na may iba pang mga function, tulad ng tunable laser na isinama sa isang single chip ng VCSEL at isang electrical absorption modulator, at ang laser na isinama sa isang sample grating Bragg reflector at isang semiconductor optical amplifier at isang electrical absorption modulator.
Dahil malawakang ginagamit ang wavelength tunable laser, ang tunable laser ng iba't ibang istruktura ay maaaring ilapat sa iba't ibang sistema, at bawat isa ay may mga kalamangan at kahinaan. Ang external cavity semiconductor laser ay maaaring gamitin bilang isang wideband tunable light source sa mga instrumento ng precision test dahil sa mataas na output power at tuluy-tuloy na tunable wavelength nito. Mula sa perspektibo ng photon integration at pagtugon sa hinaharap na all-optical network, ang sample grating DBR, superstructured grating DBR at mga tunable laser na isinama sa mga modulator at amplifier ay maaaring maging promising tunable light source para sa Z.
Ang fiber grating tunable laser na may panlabas na cavity ay isa ring promising na uri ng pinagmumulan ng liwanag, na may simpleng istraktura, makitid na lapad ng linya, at madaling pagkabit ng fiber. Kung ang EA modulator ay maaaring isama sa cavity, maaari rin itong gamitin bilang isang high-speed tunable optical soliton source. Bukod pa rito, ang mga tunable fiber laser na nakabatay sa fiber laser ay nakagawa ng malaking pag-unlad sa mga nakaraang taon. Inaasahan na ang pagganap ng mga tunable laser sa mga optical communication light source ay higit pang mapapabuti, at ang bahagi sa merkado ay unti-unting tataas, na may napakagandang mga prospect ng aplikasyon.