Zhvillimi dhe gjendja e tregut të lazerit të akordueshëm Pjesa e dytë

Zhvillimi dhe gjendja e tregut të lazerit të akordueshëm (Pjesa e dytë)

Parimi i punës sëlazer i akordueshëm

Ekzistojnë afërsisht tre parime për arritjen e akordimit të gjatësisë së valës së lazerit. Shumica.lazerë të akordueshëmPërdorni substanca pune me vija të gjera fluoreshente. Rezonatorët që përbëjnë lazerin kanë humbje shumë të ulëta vetëm në një gamë shumë të ngushtë gjatësie vale. Prandaj, e para është të ndryshoni gjatësinë e valës së lazerit duke ndryshuar gjatësinë e valës që korrespondon me rajonin me humbje të ulët të rezonatorit nga disa elementë (siç është një rrjetë). E dyta është të zhvendosni nivelin e energjisë së tranzicionit të lazerit duke ndryshuar disa parametra të jashtëm (siç janë fusha magnetike, temperatura, etj.). E treta është përdorimi i efekteve jolineare për të arritur transformimin dhe akordimin e gjatësisë së valës (shih optikën jolineare, shpërndarjen e stimuluar të Ramanit, dyfishimin e frekuencës optike, lëkundjen parametrike optike). Lazerët tipikë që i përkasin mënyrës së parë të akordimit janë lazerët me ngjyra, lazerët krizoberil, lazerët e qendrës së ngjyrave, lazerët me gaz me presion të lartë të akordueshëm dhe lazerët eksimer të akordueshëm.

Lazeri i akordueshëm nga perspektiva e teknologjisë së realizimit ndahet kryesisht në: teknologjinë e kontrollit të rrymës, teknologjinë e kontrollit të temperaturës dhe teknologjinë e kontrollit mekanik.
Midis tyre, teknologjia e kontrollit elektronik synon të arrijë akordimin e gjatësisë së valës duke ndryshuar rrymën e injektimit, me shpejtësi akordimi në nivel NS, gjerësi bande akordimi të gjerë, por fuqi dalëse të vogël, bazuar në teknologjinë e kontrollit elektronik kryesisht SG-DBR (grimcë mostrimi DBR) dhe lazer GCSR (grimcë ndihmëse çiftëzim i drejtimit të mostrimit prapa-reflektim). Teknologjia e kontrollit të temperaturës ndryshon gjatësinë e valës dalëse të lazerit duke ndryshuar indeksin refraktiv të rajonit aktiv të lazerit. Teknologjia është e thjeshtë, por e ngadaltë dhe mund të rregullohet me një gjerësi të ngushtë brezi prej vetëm disa nm. Kryesore të bazuara në teknologjinë e kontrollit të temperaturës janëLazer DFB(feedback i shpërndarë) dhe lazer DBR (reflektim i shpërndarë i Bragg). Kontrolli mekanik bazohet kryesisht në teknologjinë MEMS (sistem mikroelektromekanik) për të përfunduar përzgjedhjen e gjatësisë së valës, me gjerësi bande të madhe të rregullueshme, fuqi të lartë dalëse. Strukturat kryesore të bazuara në teknologjinë e kontrollit mekanik janë DFB (feedback i shpërndarë), ECL (lazer me zgavër të jashtme) dhe VCSEL (lazer me sipërfaqe vertikale me zgavër). Më poshtë shpjegohet nga këto aspekte të parimit të lazerëve të akordueshëm.

Aplikimi i komunikimit optik

Lazeri i akordueshëm është një pajisje optoelektronike kyçe në një gjeneratë të re të sistemit të multipleksimit të ndarjes së gjatësisë së valës së dendur dhe shkëmbimit të fotoneve në rrjetin tërësisht optik. Zbatimi i tij rrit shumë kapacitetin, fleksibilitetin dhe shkallëzueshmërinë e sistemit të transmetimit me fibra optike, dhe ka realizuar akordim të vazhdueshëm ose kuazi-të vazhdueshëm në një gamë të gjerë gjatësie vale.
Kompanitë dhe institucionet kërkimore në të gjithë botën po promovojnë në mënyrë aktive kërkimin dhe zhvillimin e lazerëve të akordueshëm, dhe progres i ri po bëhet vazhdimisht në këtë fushë. Performanca e lazerëve të akordueshëm përmirësohet vazhdimisht dhe kostoja ulet vazhdimisht. Aktualisht, lazerët e akordueshëm ndahen kryesisht në dy kategori: lazerë gjysmëpërçues të akordueshëm dhe lazerë me fibra të akordueshëm.
Lazer gjysmëpërçuesështë një burim i rëndësishëm drite në sistemin e komunikimit optik, i cili ka karakteristikat e madhësisë së vogël, peshës së lehtë, efikasitetit të lartë të konvertimit, kursimit të energjisë, etj., dhe është i lehtë për t'u arritur integrim optoelektronik me një çip të vetëm me pajisje të tjera. Mund të ndahet në lazer të shpërndarë me reagim të akordueshëm, lazer të shpërndarë me pasqyrë Bragg, lazer me sipërfaqe vertikale me zgavër të sistemit mikromotor dhe lazer gjysmëpërçues me zgavër të jashtme.
Zhvillimi i lazerit të akordueshëm me fibra si një medium fitimi dhe zhvillimi i diodës lazer gjysmëpërçuese si një burim pompe ka promovuar shumë zhvillimin e lazerëve me fibra. Lazeri i akordueshëm bazohet në gjerësinë e brezit të fitimit 80nm të fibrës së dopuar, dhe elementi i filtrit shtohet në lak për të kontrolluar gjatësinë e valës së lazerit dhe për të realizuar akordimin e gjatësisë së valës.
Zhvillimi i lazerit gjysmëpërçues të akordueshëm është shumë aktiv në botë, dhe progresi është gjithashtu shumë i shpejtë. Ndërsa lazerët e akordueshëm i afrohen gradualisht lazerëve me gjatësi vale fikse për sa i përket kostos dhe performancës, ato në mënyrë të pashmangshme do të përdoren gjithnjë e më shumë në sistemet e komunikimit dhe do të luajnë një rol të rëndësishëm në rrjetet e ardhshme tërësisht optike.

Perspektiva e zhvillimit
Ekzistojnë shumë lloje lazerësh të akordueshëm, të cilët në përgjithësi zhvillohen duke futur më tej mekanizmat e akordimit të gjatësisë së valës në bazë të lazerëve të ndryshëm me një gjatësi vale të vetme, dhe disa mallra janë furnizuar në tregun ndërkombëtar. Përveç zhvillimit të lazerëve të akordueshëm optik të vazhdueshëm, janë raportuar edhe lazerë të akordueshëm me funksione të tjera të integruara, siç është lazeri i akordueshëm i integruar me një çip të vetëm VCSEL dhe një modulator absorbimi elektrik, dhe lazeri i integruar me një reflektor Bragg me rrjetë mostre dhe një amplifikator optik gjysmëpërçues dhe një modulator absorbimi elektrik.
Meqenëse lazeri i akordueshëm me gjatësi vale përdoret gjerësisht, lazeri i akordueshëm me struktura të ndryshme mund të aplikohet në sisteme të ndryshme, dhe secili ka avantazhe dhe disavantazhe. Lazeri gjysmëpërçues me zgavër të jashtme mund të përdoret si një burim drite i akordueshëm me brez të gjerë në instrumentet e testimit preciz për shkak të fuqisë së tij të lartë dalëse dhe gjatësisë së valës së akordueshme të vazhdueshme. Nga perspektiva e integrimit të fotoneve dhe përmbushjes së rrjetit të ardhshëm tërësisht optik, DBR me rrjetë mostre, DBR me rrjetë superstrukturore dhe lazerët e akordueshëm të integruar me modulatorë dhe amplifikatorë mund të jenë burime drite të akordueshme premtuese për Z.
Lazeri i akordueshëm me rrjetë fibre me zgavër të jashtme është gjithashtu një lloj burimi drite premtues, i cili ka strukturë të thjeshtë, gjerësi të ngushtë vije dhe bashkim të lehtë të fibrave. Nëse modulatori EA mund të integrohet në zgavër, ai mund të përdoret gjithashtu si një burim solitoni optik i akordueshëm me shpejtësi të lartë. Përveç kësaj, lazerët e akordueshëm me fibra të bazuar në lazerë me fibra kanë bërë përparim të konsiderueshëm vitet e fundit. Mund të pritet që performanca e lazerëve të akordueshëm në burimet e dritës së komunikimit optik do të përmirësohet më tej dhe pjesa e tregut do të rritet gradualisht, me perspektiva shumë të shkëlqyera aplikimi.