Teknologjia e ngushtë me lazer lazer Pjesa e dytë
Në vitin 1960, lazeri i parë në botë Ruby ishte një lazer me gjendje të ngurtë, e karakterizuar nga një energji e lartë prodhimi dhe një mbulim më i gjerë i gjatësisë së valës. Struktura unike hapësinore e lazerit me gjendje të ngurtë e bën atë më fleksibël në hartimin e prodhimit të ngushtë të gjerësisë së linjës. Aktualisht, metodat kryesore të implementuara përfshijnë metodën e zgavrës së shkurtër, metodën e zgavrës së unazës së njëanshme, metodën standarde të intracavity, metodën e zgavrës së mënyrës së lavjerrësit të rrotullimit, metodën e grilës së vëllimit Bragg dhe metodën e injektimit të farës.
Figura 7 tregon strukturën e disa lazerëve tipikë të një mënyre të ngurtë me një longitudinal.
Figura 7 (a) tregon parimin e punës të zgjedhjes së vetme të modalitetit gjatësor të vetëm bazuar në standardin FP të kavanit, d.m.th., spektri i ngushtë i transmetimit të gjatësisë së linjës së standardit përdoret për të rritur humbjen e mënyrave të tjera gjatësore. Për më tepër, një gamë e caktuar e prodhimit të akordimit të gjatësisë së valës mund të merret duke kontrolluar këndin dhe temperaturën e standardit FP dhe duke ndryshuar intervalin e mënyrës gjatësore. Fig. 7 (b) dhe (c) tregojnë oshilatorin e unazës jo-planare (NPRO) dhe metodën e zgavrës së mënyrës së lavjerrësit rrotullues të përdorur për të marrë një dalje të vetme të modalitetit gjatësor. Parimi i punës është që rrezja të përhapet në një drejtim të vetëm në rezonator, të eliminojë në mënyrë efektive shpërndarjen hapësinore të pabarabartë të numrit të grimcave të përmbysura në zgavrën e valës së zakonshme, dhe kështu të shmangni ndikimin e efektit të djegies së vrimës hapësinore për të arritur një dalje të vetme të modalitetit gjatësor. Parimi i përzgjedhjes së modalitetit të Grating Bragg Bragg Bragg (VBG) është i ngjashëm me atë të lazerëve me gjerësi të ngushtë të gjysmëpërçuesit dhe fibrave të përmendura më parë, domethënë duke përdorur VBG si një element filtri, bazuar në selektivitetin e tij të mirë spektral dhe selektivitetin e këndit, oscilat Oscillates në një gjatësi të valës specifike ose bandë për të arritur rolin e mënyrës gjatësore, siç tregohet në figurën 7 (d).
Në të njëjtën kohë, disa metoda të zgjedhjes së modalitetit gjatësor mund të kombinohen sipas nevojave për të përmirësuar saktësinë e zgjedhjes së modalitetit gjatësor, të ngushtojnë më tej gjerësinë e linjës, ose të rrisin intensitetin e konkurrencës së modalitetit duke prezantuar transformimin jolinear të frekuencës dhe mjetet e tjera, dhe të zgjerojnë gjatësinë e valës së daljes së lazerit gjatë operimit në një linjë të ngushtë të linjës, e cila është e vështirë për të bërë për të bërë për të bërëlazer gjysmëpërçuesdhelazer me fibra.
(4) Lazer Brillouin
Laser Brillouin bazohet në efektin e stimuluar të shpërndarjes së Brillouin (SBS) për të marrë zhurmë të ulët, teknologji të ngushtë të daljes së gjerësisë së linjës, parimi i tij është përmes fotonit dhe ndërveprimit të brendshëm të fushës akustike për të prodhuar një zhvendosje të caktuar të frekuencës së fotoneve Stokes, dhe vazhdimisht amplifikohet brenda bandës së fitimit.
Figura 8 tregon diagramin e nivelit të konvertimit të SBS dhe strukturën themelore të lazerit Brillouin.
Për shkak të frekuencës së ulët të dridhjeve të fushës akustike, ndërrimi i frekuencës së brillouin të materialit është zakonisht vetëm 0,1-2 cm-1, kështu që me 1064 nm lazer pasi drita e pompës, gjatësia e valës së stokes e gjeneruar shpesh është vetëm rreth 1064.01 nm, por kjo do të thotë gjithashtu se efikasiteti i tij kuantik i konvertimit është jashtëzakonisht i lartë (deri në 99.99% në teori). Përveç kësaj, për shkak se gjerësia e linjës së fitimit Brillouin të mediumit është zakonisht vetëm rendit të MHz-GHz (brillouin Gain Linewidth i disa mediave të ngurta është vetëm rreth 10 MHz dhe gjerësia e saj e linjës së daljes është disa urdhëra me madhësi më të ngushtë se gjerësia e linjës së pompës. Aktualisht, Brillouin Laser është bërë një pikë hulumtimi në fushën e fotonikës, dhe ka pasur shumë raporte për rendin Hz dhe nën-Hz të prodhimit jashtëzakonisht të ngushtë të gjerësisë së linjës.
Vitet e fundit, pajisjet Brillouin me strukturën e valës janë shfaqur në fushën efotonikë me mikrovalë, dhe po zhvillohen me shpejtësi në drejtim të miniaturizimit, integrimit të lartë dhe rezolucion më të lartë. Përveç kësaj, lazeri Brillouin që shkon në hapësirë bazuar në materiale të reja kristal si Diamond ka hyrë gjithashtu në vizionin e njerëzve në dy vitet e fundit, përparimi i tij inovativ në fuqinë e strukturës së valës dhe shisheve të Cascade SBS, fuqia e lazerit Brillouin në 10 W me madhësi, duke hedhur themelet për të zgjeruar aplikimin e saj.
Kryqëzim i përgjithshëm
Me eksplorimin e vazhdueshëm të njohurive të përparme, lazerët e ngushtë të gjerësisë së linjës janë bërë një mjet i domosdoshëm në hulumtimin shkencor me performancën e tyre të shkëlqyeshme, siç është lazeri lazer Ligo për zbulimin e valës gravitacionale, e cila përdor një gjerësi të ngushtë të vetme me frekuencëlazerme një gjatësi vale 1064 nm si një burim farë, dhe gjerësia e vijës së dritës së farës është brenda 5 kHz. Përveç kësaj, lazerët me gjerësi të ngushtë me gjatësi vale të akordueshme dhe No Mode Jump gjithashtu tregojnë potencial të shkëlqyeshëm të aplikimit, veçanërisht në komunikimet koherente, të cilat mund të plotësojnë në mënyrë të përkryer nevojat e multiplexing të ndarjes së gjatësisë së valës (WDM) ose multiplexing të ndarjes së frekuencës (FDM) për akordimin e gjatësisë së valës (ose frekuencës), dhe pritet të bëhet pajisja thelbësore e gjeneratës së ardhshme të teknologjisë së komunikimit celular.
Në të ardhmen, risia e materialeve lazer dhe teknologjia e përpunimit do të promovojë më tej kompresimin e gjerësisë së linjës lazer, përmirësimin e stabilitetit të frekuencës, zgjerimin e diapazonit të gjatësisë së valës dhe përmirësimin e fuqisë, duke i hapur rrugën për eksplorimin njerëzor të botës së panjohur.
Koha e Postimit: Nëntor-29-2023