Zhvillimi dhe statusi i tregut të lazerit të sintonizueshëm Pjesa e dytë

Zhvillimi dhe statusi i tregut të lazerit të sintonizueshëm (Pjesa e dytë)

Parimi i punës sëlazer i sintonizueshëm

Ekzistojnë afërsisht tre parime për arritjen e akordimit të gjatësisë së valës me lazer. Shumicalazer të sintonizueshëmpërdorni substanca punuese me vija të gjera fluoreshente. Rezonatorët që përbëjnë lazerin kanë humbje shumë të ulëta vetëm në një gamë shumë të ngushtë të gjatësisë valore. Prandaj, e para është ndryshimi i gjatësisë së valës së lazerit duke ndryshuar gjatësinë e valës që korrespondon me rajonin me humbje të ulët të rezonatorit nga disa elementë (të tillë si një grilë). E dyta është zhvendosja e nivelit të energjisë së tranzicionit lazer duke ndryshuar disa parametra të jashtëm (si fusha magnetike, temperatura, etj.). E treta është përdorimi i efekteve jolineare për të arritur transformimin dhe akordimin e gjatësisë valore (shih optikën jolineare, shpërndarjen e stimuluar të Ramanit, dyfishimin e frekuencës optike, lëkundjet parametrike optike). Lazerët tipikë që i përkasin modalitetit të parë të akordimit janë lazerët me ngjyra, lazerët krisoberil, lazerët e qendrës së ngjyrave, lazerët e gazit me presion të lartë të sintonizueshëm dhe lazerët excimer të sintonizueshëm.

Lazeri i sintonizueshëm nga këndvështrimi i teknologjisë së realizimit ndahet kryesisht në: teknologjinë e kontrollit aktual, teknologjinë e kontrollit të temperaturës dhe teknologjinë e kontrollit mekanik.
Midis tyre, teknologjia e kontrollit elektronik është arritja e akordimit të gjatësisë së valës duke ndryshuar rrymën e injektimit, me shpejtësi akordimi në nivel NS, gjerësi brezi të gjerë akordimi, por fuqi të vogël dalëse, bazuar në teknologjinë e kontrollit elektronik kryesisht SG-DBR (sampling grating DBR) dhe Lazer GCSR (reflektim i marrjes së mostrës së prapme me bashkim të drejtimit me rrjetë ndihmëse). Teknologjia e kontrollit të temperaturës ndryshon gjatësinë e valës së daljes së lazerit duke ndryshuar indeksin e thyerjes së rajonit aktiv të lazerit. Teknologjia është e thjeshtë, por e ngadaltë dhe mund të rregullohet me një gjerësi brezi të ngushtë prej vetëm disa nm. Ato kryesore të bazuara në teknologjinë e kontrollit të temperaturës janëLazer DFB(shpërndarë reagime) dhe lazer DBR (reflektim i shpërndarë Bragg). Kontrolli mekanik bazohet kryesisht në teknologjinë MEMS (sistemi mikroelektro-mekanik) për të kompletuar zgjedhjen e gjatësisë së valës, me gjerësi bande të madhe të rregullueshme, fuqi të lartë në dalje. Strukturat kryesore të bazuara në teknologjinë e kontrollit mekanik janë DFB (shpërndarë reagime), ECL (lazer i kavitetit të jashtëm) dhe VCSEL (lazeri që lëshon sipërfaqen e zgavrës vertikale). Më poshtë shpjegohet nga këto aspekte të parimit të lazerëve të sintonizueshëm.

Aplikacioni i komunikimit optik

Lazeri i sintonizueshëm është një pajisje optoelektronike kryesore në një gjeneratë të re të sistemit të shumëfishimit të ndarjes së gjatësisë së valëve të dendur dhe shkëmbimit të fotoneve në rrjetin tërësisht optik. Aplikimi i tij rrit shumë kapacitetin, fleksibilitetin dhe shkallëzueshmërinë e sistemit të transmetimit të fibrave optike dhe ka realizuar akordim të vazhdueshëm ose pothuajse të vazhdueshëm në një gamë të gjerë gjatësi vale.
Kompanitë dhe institucionet kërkimore anembanë botës po promovojnë në mënyrë aktive kërkimin dhe zhvillimin e lazerëve të sintonizueshëm dhe progres i ri po bëhet vazhdimisht në këtë fushë. Performanca e lazerëve të sintonizueshëm përmirësohet vazhdimisht dhe kostoja reduktohet vazhdimisht. Aktualisht, lazerët e sintonizueshëm ndahen kryesisht në dy kategori: lazer të sintonizueshëm me gjysmëpërçues dhe lazer me fibra të sintonizueshme.
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 integrimi optoelektronik i një çipi të vetëm me pajisje të tjera. Mund të ndahet në lazer me reagime të shpërndara të sintonizueshme, lazer pasqyre Bragg të shpërndarë, lazer me sipërfaqe vertikale të zgavrës së sistemit mikromotor që lëshon lazer dhe lazer gjysmëpërçues me zgavrën e jashtme.
Zhvillimi i lazerit me fibra të sintonizueshme si një mjet fitimi dhe zhvillimi i diodës lazer gjysmëpërçues si një burim pompe ka nxitur shumë zhvillimin e lazerëve me fibra. Lazeri i sintonizueshëm bazohet në gjerësinë e brezit të fitimit prej 80 nm të fibrës së dopuar dhe elementi i filtrit shtohet në lak për të kontrolluar gjatësinë e valës lasing dhe për të realizuar akordimin e gjatësisë së valës.
Zhvillimi i lazerit gjysmëpërçues të sintonizueshëm është shumë aktiv në botë dhe përparimi është gjithashtu shumë i shpejtë. Ndërsa lazerët e sintonizueshëm gradualisht i afrohen 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
Ka shumë lloje lazerësh të sintonizueshëm, të cilët përgjithësisht zhvillohen duke futur më tej mekanizmat e akordimit të gjatësisë valore në bazë të lazerëve të ndryshëm me një gjatësi vale, dhe disa mallra janë furnizuar në tregun ndërkombëtar. Përveç zhvillimit të lazerëve të sintonizueshëm optikë të vazhdueshëm, janë raportuar gjithashtu lazer të sintonizueshëm me funksione të tjera të integruara, të tilla si lazeri i sintonizueshëm i integruar me një çip të vetëm të VCSEL dhe një modulator elektrik të përthithjes, dhe lazeri i integruar me një reflektor Bragg me grilë kampion. dhe një përforcues optik gjysmëpërçues dhe një modulator elektrik të përthithjes.
Për shkak se lazeri i sintonizueshëm me gjatësi vale përdoret gjerësisht, lazeri i sintonizueshëm i strukturave të ndryshme mund të aplikohet në sisteme të ndryshme dhe secili ka avantazhe dhe disavantazhe. Lazeri gjysmëpërçues i zgavrës së jashtme mund të përdoret si një burim drite i sintonizueshëm me brez të gjerë në instrumentet e provës precize për shkak të fuqisë së tij të lartë dalëse dhe gjatësisë vale të vazhdueshme të sintonizueshme. Nga perspektiva e integrimit të fotoneve dhe përmbushjes së rrjetit të ardhshëm tërësisht optik, rrjeta e mostrës DBR, rrjeta e superstrukturuar DBR dhe lazerët e sintonizueshëm të integruar me modulatorë dhe amplifikues mund të jenë burime premtuese të sintonizueshme të dritës për Z.
Lazeri i sintonizueshëm me rrjetë fibrash me zgavër të jashtme është gjithashtu një lloj burimi premtues i dritës, i cili ka strukturë të thjeshtë, gjerësi të ngushtë të vijës 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 sintonizueshëm me shpejtësi të lartë. Përveç kësaj, lazerët me fibra të sintonizueshme të bazuara në lazer me fibra kanë bërë përparim të konsiderueshëm vitet e fundit. Mund të pritet që performanca e lazerëve të sintonizueshëm në burimet e dritës të komunikimit optik do të përmirësohet më tej dhe pjesa e tregut do të rritet gradualisht, me perspektiva shumë të ndritshme aplikimi.