Prinsipyo ng pag-tune ng Tunable semiconductor laser (Tunable laser)

Prinsipyo ng pag-tune ngTunable semiconductor laser(Tableng laser)

Tunable semiconductor laser ay isang uri ng laser na maaaring patuloy na baguhin ang wavelength ng laser output sa isang tiyak na hanay. Ang Tunable semiconductor laser ay gumagamit ng thermal tuning, electrical tuning at mechanical tuning upang ayusin ang haba ng cavity, grating reflection spectrum, phase at iba pang mga variable upang makamit ang wavelength tuning. Ang ganitong uri ng laser ay may malawak na hanay ng mga aplikasyon sa optical na komunikasyon, spectroscopy, sensing, medikal at iba pang larangan. Ipinapakita ng Figure 1 ang pangunahing komposisyon ng amahimig na laser, kabilang ang light gain unit, ang FP cavity na binubuo ng mga salamin sa harap at likuran, at ang optical mode selection filter unit. Sa wakas, sa pamamagitan ng pagsasaayos ng haba ng reflection cavity, ang optical mode filter ay maaaring maabot ang wavelength selection output.

FIG.1

Paraan ng pag-tune at ang pinagmulan nito

Ang prinsipyo ng pag-tune ng mahimigmga laser ng semiconductorhigit sa lahat ay nakasalalay sa pagbabago ng pisikal na mga parameter ng laser resonator upang makamit ang tuluy-tuloy o discrete na pagbabago sa output laser wavelength. Kasama sa mga parameter na ito, ngunit hindi limitado sa, refractive index, haba ng lukab, at pagpili ng mode. Ang mga sumusunod na detalye ng ilang karaniwang paraan ng pag-tune at ang kanilang mga prinsipyo:

1. Pag-tune ng iniksyon ng carrier

Carrier injection tuning ay upang baguhin ang refractive index ng materyal sa pamamagitan ng pagbabago ng kasalukuyang injected sa aktibong rehiyon ng semiconductor laser, upang makamit ang wavelength tuning. Kapag tumaas ang kasalukuyang, tumataas ang konsentrasyon ng carrier sa aktibong rehiyon, na nagreresulta sa pagbabago sa refractive index, na nakakaapekto naman sa wavelength ng laser.

2. Thermal tuning Ang Thermal tuning ay upang baguhin ang refractive index at cavity length ng materyal sa pamamagitan ng pagbabago ng operating temperature ng laser, upang makamit ang wavelength tuning. Ang mga pagbabago sa temperatura ay nakakaapekto sa refractive index at pisikal na laki ng materyal.

3. Mechanical tuning Ang mekanikal na tuning ay upang makamit ang wavelength tuning sa pamamagitan ng pagpapalit ng posisyon o Anggulo ng external optical elements ng laser. Kasama sa mga karaniwang mekanikal na paraan ng pag-tune ang pagpapalit ng Anggulo ng diffraction grating at paglipat ng posisyon ng salamin.

4 Electro-optical tuning Ang electro-optical tuning ay nakakamit sa pamamagitan ng paglalagay ng electric field sa isang semiconductor material upang baguhin ang refractive index ng materyal, sa gayon ay nakakamit ang wavelength tuning. Ang pamamaraang ito ay karaniwang ginagamit saelectro-optical modulators (EOM) at electro-optically tuned lasers.

Sa buod, ang prinsipyo ng pag-tune ng tunable semiconductor laser ay pangunahing napagtanto ang wavelength tuning sa pamamagitan ng pagbabago ng mga pisikal na parameter ng resonator. Kasama sa mga parameter na ito ang refractive index, haba ng lukab, at pagpili ng mode. Kasama sa mga partikular na paraan ng pag-tune ang carrier injection tuning, thermal tuning, mechanical tuning at electro-optical tuning. Ang bawat pamamaraan ay may sariling tiyak na pisikal na mekanismo at matematikal na derivation, at ang pagpili ng naaangkop na paraan ng pag-tune ay kailangang isaalang-alang ayon sa mga partikular na kinakailangan ng aplikasyon, tulad ng hanay ng pag-tune, bilis ng pag-tune, resolusyon at katatagan.