Ang pangunahing teknikal na ruta ng mga tunable na narrow-linewidth laser

Ang pangunahing teknikal na ruta ngmga laser na maaaring ibagay sa makitid na lapad ng linya

Ang mga pangunahing teknikal na ruta ng tunablemga laser na may makitid na lapad ng linyamay mga panlabas na lukab ng semiconductor

Ang mga tunable narrow-linewidth laser ang pundasyon para sa malawak na aplikasyon sa mga larangan tulad ng atomic physics, spectroscopy, quantum information, coherent communication, remote sensing, at precision measurement. Sa mga larangang ito, ang mas simple, mas mura, mas makitid na linewidth at mas malawak na tuning range laser ay patuloy na magtutulak ng mga bagong aplikasyon ng teknolohiyang ito.

Sa nakalipas na 50 taon, ang kasaysayan ngpinagmumulan ng liwanag na maaaring ibagayAng TLS Laser ay malaking sumasalamin sa pag-unlad ng teknolohiya ng laser. Ang mga unang dye laser ay napalitan ng mga external cavity diode laser (ECDL), habang ang mga high-power system ay pinangungunahan ng mga tunable solid-state laser (tulad ng titanium-sapphire laser) o mga frequency-converted Nd:YAG laser gamit ang optical parametric oscillators (OPO). Ang mga diode laser na walang matatag na panlabas na cavity ay pumuno sa mababang halaga at mababang pagganap na merkado ng mga komersyal na DFB Laser at DBR diode, na may lapad ng linya na kasingkipot ng 500kHz. Kamakailan lamang, ang mga fiber laser at variable-frequency fiber laser ay nagsimulang palitan ang maraming solid-state system ng iba't ibang disenyo, na nag-aalok ng mas mataas na lakas at mas mahusay na tunability, o mas makitid na lapad ng linya. Sa kasalukuyan, ang paglitaw ng mga frequency comb ay nagbibigay-daan sa mga frequency-stabilized laser na makamit sa anumang wavelength habang pinapanatili ang mahusay na katatagan at katumpakan. Gayunpaman, sa kabila nito, ang panlabas na cavitylaser na semikondaktorpinapanatili pa rin ang katayuan nito bilang isang karaniwang ginagamit na pinagmumulan ng liwanag sa maraming laboratoryo dahil sa pagiging simple, maraming gamit, kagalang-galang na pagganap at napakababang gastos nito.

Sa kasalukuyan, ang mga tunable narrow-linewidth laser na may external cavity semiconductors ay malawakang ginagamit sa:

Pagpapalamig at pagkuha ng laser

Kondensasyon ng Bose-Einstein

Quantum Optics: Naka-compress na liwanag

Elektromagnetikong transparent at mabagal na liwanag

Mga pamantayan ng oras at dalas

Ispektroskopiya ng laser

Ang mga tunable na narrow-linewidth laser ay karaniwang binubuo ng isang controller, isang laser diode, at isang frequency selection module. Halimbawa, ang mga grating na ginagamit para sa pagpili at pag-tune ng frequency ng laser, o mga filter batay sa istruktura ng cat's eye, atbp. Ang mahahalagang katangian ng mga tunable na narrow-linewidth laser na may mga external cavity semiconductor ay kinabibilangan ng narrow laser linewidth, low frequency drift, at wide tuning range, atbp. At ang mga natatanging katangiang ito ay nakasalalay sa isang napakahusay na laser drive circuit, ang pangkalahatang mechanical stability ng laser, at ang prinsipyo ng frequency selection. Upang makamit ang mas mataas na frequency stability ng laser, maaaring idagdag ang iba't ibang uri ng laser frequency-locking module. Halimbawa, sa pamamagitan ng paggamit ng PDH frequency stabilization technology upang i-lock ang laser wavelength sa optical super-stable cavity, ang linewidth ng laser ay maaaring paliitin sa antas na 1 Hz, at ang frequency stability ay maaaring umabot sa < 3× 10-15 @ 1 s.