Sot, ne do të prezantojmë një lazer "monokromatik" në lazerin ekstrem - të ngushtë të linjës. Shfaqja e saj mbush boshllëqet në shumë fusha aplikimi të lazerit, dhe vitet e fundit është përdorur gjerësisht në zbulimin e valës gravitacionale, LIDAR, ndjerë të shpërndarë, komunikim optik koherent me shpejtësi të lartë dhe fusha të tjera, që është një "mision" që nuk mund të përfundojë vetëm duke përmirësuar fuqinë lazer.
Çfarë është një lazer i ngushtë i linjës?
Termi "gjerësi e linjës" i referohet gjerësisë së linjës spektrale të lazerit në fushën e frekuencës, e cila zakonisht është e kuantifikuar për sa i përket gjerësisë së plotë gjysmë-kule të spektrit (FWHM). Gjerësia e linjës ndikohet kryesisht nga rrezatimi spontan i atomeve ose joneve të ngacmuar, zhurma fazore, dridhja mekanike e rezonatorit, goditja e temperaturës dhe faktorët e tjerë të jashtëm. Sa më e vogël të jetë vlera e gjerësisë së linjës, aq më e lartë është pastërtia e spektrit, domethënë, aq më mirë është një monokromatizmi i lazerit. Lazerët me karakteristika të tilla zakonisht kanë zhurmë shumë pak fazë ose frekuencë dhe zhurmë shumë pak të intensitetit relativ. Në të njëjtën kohë, sa më e vogël të jetë vlera e gjerësisë lineare të lazerit, aq më e fortë është koherenca përkatëse, e cila manifestohet si një gjatësi koherence jashtëzakonisht e gjatë.
Realizimi dhe aplikimi i lazerit të ngushtë të linjës
E kufizuar nga gjerësia e rreshtit të fitimit të qenësishëm të substancës punëtore të lazerit, është pothuajse e pamundur të realizohet drejtpërdrejt prodhimi i lazerit të ngushtë të linjës së linjës duke u mbështetur në vetë oshilatorin tradicional. Për të realizuar funksionimin e lazerit të ngushtë të gjerësisë së linjës, zakonisht është e nevojshme të përdorni filtra, grilë dhe pajisje të tjera për të kufizuar ose zgjedhur modulin gjatësor në spektrin e fitimit, rritni ndryshimin e fitimit neto midis mënyrave gjatësore, në mënyrë që të ketë disa ose edhe vetëm një lëkundje të modalitetit gjatësor në rezonatorin e lazerit. Në këtë proces, shpesh është e nevojshme të kontrollohet ndikimi i zhurmës në daljen me lazer, dhe të minimizohet zgjerimi i linjave spektrale të shkaktuara nga dridhjet dhe ndryshimet e temperaturës së mjedisit të jashtëm; Në të njëjtën kohë, ai gjithashtu mund të kombinohet me analizën e densitetit spektral të zhurmës fazore ose frekuencës për të kuptuar burimin e zhurmës dhe për të optimizuar modelin e lazerit, në mënyrë që të arrihet prodhimi i qëndrueshëm i lazerit të ngushtë të linjës.
Le të hedhim një vështrim në realizimin e funksionimit të ngushtë të gjerësisë së linjës së disa kategorive të ndryshme të lazerëve.
Lazerët gjysmëpërçues kanë avantazhet e madhësisë kompakte, efikasitetit të lartë, jetës së gjatë dhe përfitimeve ekonomike.
Rezonatori optik Fabry-Perot (FP) i përdorur në tradicionalelazer gjysmëpërçuesNë përgjithësi lëkundet në modalitetin shumë-longitudinal, dhe gjerësia e linjës së daljes është relativisht e gjerë, kështu që është e nevojshme të rritet reagimi optik për të marrë prodhimin e gjerësisë së linjës së ngushtë.
Reagimet e shpërndara (DFB) dhe reflektimi i shpërndarë i Bragg (DBR) janë dy lazer tipik të brendshëm optik të feedback -ut optik. Për shkak të katranit të vogël të grilës dhe selektivitetit të mirë të gjatësisë së valës, është e lehtë të arrihet prodhim i ngushtë i qëndrueshëm i linjës. Dallimi kryesor midis dy strukturave është pozicioni i grilës: Struktura DFB zakonisht shpërndan strukturën periodike të grilës Bragg në të gjithë rezonatorin, dhe rezonatori i DBR zakonisht është i përbërë nga struktura e grilës reflektuese dhe rajoni i fitimit të integruar në sipërfaqen e fundit. Për më tepër, lazerët DFB përdorin gratina të ngulitura me kontrast të ulët të indeksit refraktiv dhe reflektim të ulët. Lazerët DBR përdorin gratina sipërfaqësore me kontrast të lartë të indeksit refraktiv dhe reflektim të lartë. Të dy strukturat kanë një gamë të madhe spektrale të lirë dhe mund të kryejnë akordimin e gjatësisë së valës pa kërcim në modë në rangun e disa nanometrave, ku lazeri DBR ka një gamë më të gjerë akordimi sesaLazer dfb. Për më tepër, teknologjia e feedback -ut optik të zgavrës së jashtme, e cila përdor elemente optike të jashtme për të reaguar dritën dalëse të çipit lazer gjysmëpërçues dhe të zgjidhni frekuencën, gjithashtu mund të realizojë funksionimin e ngushtë të gjerësisë së linjës së lazerit gjysmëpërçues.
(2) lazer me fibra
Lazerët e fibrave kanë efikasitet të lartë të konvertimit të pompës, cilësi të mirë të rrezes dhe efikasitet të lartë të bashkimit, të cilat janë temat e hulumtimit të nxehtë në fushën lazer. Në kontekstin e epokës së informacionit, lazerët e fibrave kanë pajtueshmëri të mirë me sistemet aktuale të komunikimit optik të fibrave në treg. Lazeri i fibrave me frekuencë me një frekuencë me avantazhet e gjerësisë së ngushtë të linjës, zhurmës së ulët dhe koherencës së mirë është bërë një nga drejtimet e rëndësishme të zhvillimit të tij.
Operacioni i vetëm i mënyrës gjatësore është thelbi i lazerit të fibrave për të arritur daljen e ngushtë të gjerësisë së linjës, zakonisht sipas strukturës së rezonatorit të lazerit të fibrave të frekuencës së vetme mund të ndahet në llojin DFB, llojin DBR dhe llojin e unazës. Midis tyre, parimi i punës i lazerëve të fibrave me frekuencë të vetme DFB dhe DBR është i ngjashëm me atë të lazerëve gjysmëpërçues DFB dhe DBR.
Siç tregohet në Figurën 1, lazeri i fibrave DFB është të shkruajë Grating të shpërndarë të shpërndarë në fibra. Për shkak se gjatësia e valës së punës së oshilatorit ndikohet nga periudha e fibrave, mënyra gjatësore mund të zgjidhet përmes reagimit të shpërndarë të grilës. Rezonatori lazer i lazerit DBR zakonisht formohet nga një palë grating të fibrave të fibrave, dhe mënyra e vetme gjatësore është zgjedhur kryesisht nga shiritat e ngushtë të brezit dhe fibrave të ulëta reflektuese. Sidoqoftë, për shkak të rezonatorit të saj të gjatë, strukturës komplekse dhe mungesës së mekanizmit efektiv të diskriminimit të frekuencës, zgavra në formë unaze është e prirur për të bërë modalitetin, dhe është e vështirë të punosh në mënyrë të qëndrueshme në mënyrë të vazhdueshme gjatësore për një kohë të gjatë.
Figura 1, dy struktura tipike lineare me frekuencë të vetmelazer me fibra
Koha e Postimit: Nëntor-27-2023