Ngayon, ipakikilala namin ang isang "monochromatic" laser sa matinding - makitid na linewidth laser. Ang paglitaw nito ay pumupuno ng mga gaps sa maraming mga patlang ng aplikasyon ng laser, at sa mga nagdaang taon ay malawakang ginagamit sa pagtuklas ng alon ng gravitational, LIDAR, ipinamamahagi na sensing, high-speed na magkakaugnay na optical na komunikasyon at iba pang mga larangan, na isang "misyon" na hindi makumpleto lamang sa pamamagitan ng pagpapabuti ng lakas ng laser.
Ano ang isang makitid na laser ng linewidth?
Ang salitang "lapad ng linya" ay tumutukoy sa spectral line lapad ng laser sa dalas ng domain, na karaniwang nai-rate sa mga tuntunin ng kalahating peak na buong lapad ng spectrum (FWHM). Ang linewidth ay pangunahing apektado ng kusang radiation ng nasasabik na mga atoms o ion, ingay ng phase, mekanikal na panginginig ng boses ng resonator, temperatura jitter at iba pang mga panlabas na kadahilanan. Ang mas maliit na halaga ng lapad ng linya, mas mataas ang kadalisayan ng spectrum, iyon ay, mas mahusay ang monochromaticity ng laser. Ang mga laser na may ganitong mga katangian ay karaniwang may napakaliit na yugto o dalas na ingay at napakaliit na ingay ng kamag -anak. Kasabay nito, ang mas maliit na linear na halaga ng lapad ng laser, mas malakas ang kaukulang pagkakaugnay, na kung saan ay ipinakita bilang isang haba ng haba ng pagkakaugnay.
Ang pagsasakatuparan at aplikasyon ng makitid na linewidth laser
Limitado sa pamamagitan ng likas na gain linewidth ng nagtatrabaho sangkap ng laser, halos imposible na direktang mapagtanto ang output ng makitid na linewidth laser sa pamamagitan ng pag -asa sa tradisyonal na oscillator mismo. Upang mapagtanto ang pagpapatakbo ng makitid na linewidth laser, karaniwang kinakailangan na gumamit ng mga filter, rehas at iba pang mga aparato upang limitahan o piliin ang paayon na modulus sa gain spectrum, dagdagan ang pagkakaiba ng net sa pagitan ng mga paayon na mga mode, upang may iilan o kahit na isa lamang paayon na mode ng pag -oscillation sa laser resonator. Sa prosesong ito, madalas na kinakailangan upang makontrol ang impluwensya ng ingay sa output ng laser, at mabawasan ang pagpapalawak ng mga linya ng parang multo na sanhi ng panginginig ng boses at temperatura ng panlabas na kapaligiran; Kasabay nito, maaari rin itong pagsamahin sa pagsusuri ng phase o dalas na ingay na spectral density upang maunawaan ang mapagkukunan ng ingay at mai -optimize ang disenyo ng laser, upang makamit ang matatag na output ng makitid na linewidth laser.
Tingnan natin ang pagsasakatuparan ng makitid na operasyon ng linewidth ng maraming iba't ibang mga kategorya ng mga laser.
Ang mga laser ng Semiconductor ay may mga pakinabang ng compact na laki, mataas na kahusayan, mahabang buhay at benepisyo sa ekonomiya.
Ang Fabry-Perot (FP) optical resonator na ginamit sa tradisyonalSemiconductor LasersKaraniwan ang mga oscillates sa multi-longitudinal mode, at ang lapad ng linya ng output ay medyo malawak, kaya kinakailangan upang madagdagan ang optical feedback upang makuha ang output ng makitid na lapad ng linya.
Ang ipinamamahaging feedback (DFB) at ipinamamahagi na Bragg Reflection (DBR) ay dalawang tipikal na panloob na optical feedback semiconductor lasers. Dahil sa maliit na pagpili ng rehas at mahusay na pagpili ng haba ng haba, madaling makamit ang matatag na solong-dalas na makitid na linewidth output. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng dalawang istruktura ay ang posisyon ng rehas: ang istraktura ng DFB ay karaniwang namamahagi ng pana -panahong istraktura ng pag -rehas ng Bragg sa buong resonator, at ang resonator ng DBR ay karaniwang binubuo ng istruktura ng pagmumuni -muni ng pagmuni -muni at ang rehiyon ng pagkakaroon na isinama sa dulo ng ibabaw. Bilang karagdagan, ang mga laser ng DFB ay gumagamit ng mga naka -embed na gratings na may mababang repraktibo na kaibahan ng index at mababang pagmuni -muni. Ang mga laser ng DBR ay gumagamit ng mga gratings sa ibabaw na may mataas na repraktibo na kaibahan ng index at mataas na pagmuni -muni. Ang parehong mga istraktura ay may isang malaking libreng saklaw ng spectral at maaaring magsagawa ng haba ng haba ng pag -tune nang walang mode na tumalon sa hanay ng ilang mga nanometer, kung saan ang DBR laserDFB laser. Bilang karagdagan, ang panlabas na teknolohiya ng optical feedback ng lukab, na gumagamit ng mga panlabas na optical elemento upang puna ang papalabas na ilaw ng semiconductor laser chip at piliin ang dalas, maaari ring mapagtanto ang makitid na operasyon ng linewidth ng semiconductor laser.
(2) Fiber Lasers
Ang mga laser ng hibla ay may mataas na kahusayan sa pag -convert ng bomba, mahusay na kalidad ng beam at mataas na kahusayan ng pagkabit, na kung saan ay ang mga mainit na paksa ng pananaliksik sa larangan ng laser. Sa konteksto ng edad ng impormasyon, ang mga laser ng hibla ay may mahusay na pagiging tugma sa kasalukuyang mga optical na sistema ng komunikasyon ng hibla sa merkado. Ang nag-iisang dalas na laser ng hibla na may mga pakinabang ng makitid na lapad ng linya, mababang ingay at mahusay na pagkakaisa ay naging isa sa mga mahahalagang direksyon ng pag-unlad nito.
Ang solong paayon na operasyon ng mode ay ang core ng hibla ng laser upang makamit ang makitid na linya ng lapad na linya, karaniwang ayon sa istraktura ng resonator ng solong dalas na hibla ng laser ay maaaring nahahati sa uri ng DFB, uri ng DBR at uri ng singsing. Kabilang sa mga ito, ang nagtatrabaho na prinsipyo ng DFB at DBR single-frequency fiber lasers ay katulad ng sa DFB at DBR semiconductor lasers.
Tulad ng ipinapakita sa Figure 1, ang DFB fiber laser ay upang magsulat ng ipinamamahaging bragg grating sa hibla. Dahil ang nagtatrabaho na haba ng haba ng oscillator ay apektado ng panahon ng hibla, ang paayon na mode ay maaaring mapili sa pamamagitan ng ipinamamahaging puna ng rehas. Ang laser resonator ng DBR laser ay karaniwang nabuo ng isang pares ng mga hibla ng hibla ng hibla, at ang nag -iisang paayon na mode ay pangunahing pinili ng makitid na banda at mababang pagmuni -muni ng hibla ng mga gratings ng bragg. Gayunpaman, dahil sa mahabang resonator nito, kumplikadong istraktura at kakulangan ng epektibong mekanismo ng diskriminasyon ng dalas, ang hugis-singsing na lukab ay madaling kapitan ng mode hopping, at mahirap na gumana nang matatag sa patuloy na paayon na mode sa loob ng mahabang panahon.
Larawan 1, dalawang tipikal na mga linear na istruktura ng solong dalasmga laser ng hibla
Oras ng Mag-post: Nob-27-2023