Makitid na linewidth laser na teknolohiya bahagi dalawa
Noong 1960, ang unang Ruby Laser sa mundo ay isang solid-state laser, na nailalarawan sa pamamagitan ng isang mataas na output ng enerhiya at isang mas malawak na saklaw ng haba ng haba. Ang natatanging spatial na istraktura ng solid-state laser ay ginagawang mas nababaluktot sa disenyo ng makitid na output ng linewidth. Sa kasalukuyan, ang mga pangunahing pamamaraan na ipinatupad ay kinabibilangan ng maikling paraan ng lukab, one-way na paraan ng lukab ng singsing, pamamaraan ng pamantayang intracavity, pamamaraan ng torsion pendulum mode na paraan ng lukab, dami ng paraan ng grating ng Bragg at pamamaraan ng iniksyon ng binhi.
Ipinapakita ng Figure 7 ang istraktura ng ilang mga tipikal na solong-longitudinal mode na solid-state laser.
Ang Figure 7 (a) ay nagpapakita ng nagtatrabaho na prinsipyo ng solong paayon na pagpili ng mode batay sa pamantayan ng in-cavity FP, iyon ay, ang makitid na linewidth transmission spectrum ng pamantayan ay ginagamit upang madagdagan ang iba pang mga paayon na mga mode, upang ang iba pang mga paayon na mga mode ay na-filter sa proseso ng kumpetisyon sa mode dahil sa kanilang maliit na paghahatid, upang makamit ang solong paayon na operasyon ng mode. Bilang karagdagan, ang isang tiyak na hanay ng haba ng haba ng haba ng pag -tune ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagkontrol sa anggulo at temperatura ng pamantayan ng FP at pagbabago ng paayon na agwat ng mode. Fig. 7 (b) at (c) ipakita ang non-planar ring oscillator (NPRO) at ang torsional pendulum mode na paraan ng lukab na ginamit upang makakuha ng isang solong paayon na output ng mode. Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ay upang gawin ang beam na magpalaganap sa isang solong direksyon sa resonator, na epektibong maalis ang hindi pantay na pamamahagi ng spatial ng bilang ng mga baligtad na mga particle sa ordinaryong nakatayo na lukab ng alon, at sa gayon maiwasan ang impluwensya ng spatial hole burn na epekto upang makamit ang isang solong paayon na output ng mode. Ang prinsipyo ng Bulk Bragg Grating (VBG) mode na pagpili ay katulad ng sa semiconductor at hibla na makitid na linya-lapad na mga laser na nabanggit kanina, iyon ay, sa pamamagitan ng paggamit ng VBG bilang isang elemento ng filter, batay sa mahusay na pagpili ng spectral at anggulo ng anggulo, ang oscillator mode na oscillates sa isang tiyak na haba ng haba o banda upang makamit ang papel ng pahaba na pagpipilian ng mode, tulad ng ipinakita sa figure 7 (D).
Kasabay nito, maraming mga pamamaraan ng pagpili ng mode ng paayon ay maaaring pagsamahin ayon sa mga pangangailangan upang mapagbuti ang katumpakan ng pagpili ng mode ng pagmomodSemiconductor laseratmga laser ng hibla.
(4) Brillouin laser
Ang Brillouin laser ay batay sa stimulated brillouin na nagkakalat (SBS) na epekto upang makakuha ng mababang ingay, makitid na teknolohiya ng output ng linewidth, ang prinsipyo nito ay sa pamamagitan ng photon at ang panloob na pakikipag -ugnay sa acoustic field upang makabuo ng isang tiyak na dalas ng paglipat ng mga stokes photon, at patuloy na pinalakas sa loob ng pakinabang ng bandwidth.
Ipinapakita ng Figure 8 ang antas ng diagram ng conversion ng SBS at ang pangunahing istraktura ng briluin laser.
Dahil sa mababang dalas ng panginginig ng boses ng patlang ng acoustic, ang dalas ng dalas ng Brillouin ay karaniwang lamang ang 0.1-2 cm-1, kaya may 1064 nm laser bilang ilaw ng bomba, ang mga stokes na haba ng haba na nabuo ay madalas lamang tungkol sa 1064.01 nm, ngunit nangangahulugan din ito na ang kahusayan ng conversion ng dami nito ay napakataas (hanggang sa 99.99% sa teorya). Bilang karagdagan, dahil ang briluin na nakakakuha ng linewidth ng daluyan ay karaniwang lamang ng pagkakasunud-sunod ng MHz-GHz (ang brillouin na nakakuha ng linewidth ng ilang solidong media ay halos 10 MHz), mas mababa ito kaysa sa pagkakaroon ng linewidth ng laser na nagtatrabaho na sangkap ng pagkakasunud-sunod ng spectrum na nakakagulat na phenomenon pagkatapos ng maraming kasuklam-suklam na si Brillouin laser, Ang lapad ng linya ng output ay maraming mga order ng magnitude mas makitid kaysa sa lapad ng linya ng bomba. Sa kasalukuyan, ang Brillouin Laser ay naging isang hotspot ng pananaliksik sa larangan ng photonics, at maraming mga ulat sa pagkakasunud-sunod ng Hz at sub-Hz ng sobrang makitid na output ng linewidth.
Sa mga nagdaang taon, ang mga aparato ng Brillouin na may istraktura ng waveguide ay lumitaw sa larangan ngMicrowave Photonics, at mabilis na umuunlad sa direksyon ng miniaturization, mataas na pagsasama at mas mataas na resolusyon. Bilang karagdagan, ang space-running brillouin laser batay sa mga bagong materyales na kristal tulad ng Diamond ay pumasok din sa pangitain ng mga tao sa nakaraang dalawang taon, ang makabagong pagbagsak nito sa kapangyarihan ng istruktura ng waveguide at ang Cascade SBS Bottleneck, ang kapangyarihan ng Brillouin Laser sa 10 w magnitude, na inilalagay ang pundasyon para sa pagpapalawak ng application nito.
Pangkalahatang kantong
Sa patuloy na paggalugad ng kaalaman sa paggupit, ang makitid na mga laser ng linewidth ay naging isang kailangang-kailangan na tool sa pananaliksik na pang-agham kasama ang kanilang mahusay na pagganap, tulad ng laser interferometer LIGO para sa pagtuklas ng gravitational wave, na gumagamit ng isang solong-dalas na makitid na linewidthlaserna may isang haba ng haba ng 1064 nm bilang isang mapagkukunan ng binhi, at ang linewidth ng ilaw ng binhi ay nasa loob ng 5 kHz. Bilang karagdagan, ang mga makitid na lapad na laser na may haba ng haba ng haba at walang mode jump ay nagpapakita rin ng mahusay na potensyal ng aplikasyon, lalo na sa magkakaugnay na komunikasyon, na maaaring perpektong matugunan ang mga pangangailangan ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba (WDM) o dalas na dibisyon ng multiplexing (FDM) para sa wavelength (o dalas) na pag-tune, at inaasahang magiging pangunahing aparato ng susunod na henerasyon ng teknolohiya ng mobile na komunikasyon.
Sa hinaharap, ang pagbabago ng mga materyales sa laser at teknolohiya sa pagproseso ay higit na magsusulong ng compression ng laser linewidth, ang pagpapabuti ng katatagan ng dalas, ang pagpapalawak ng saklaw ng haba ng haba at ang pagpapabuti ng kapangyarihan, na naglalagay ng paraan para sa paggalugad ng tao ng hindi kilalang mundo.
Oras ng Mag-post: Nob-29-2023