Teknologjia e lazerit me gjerësi të ngushtë, pjesa e dytë
Në vitin 1960, lazeri i parë rubin në botë ishte një lazer në gjendje të ngurtë, i karakterizuar nga një energji dalëse e lartë dhe një mbulim më i gjerë i gjatësisë valore. Struktura unike hapësinore e lazerit të gjendjes së ngurtë e bën atë më fleksibël në dizajnimin e daljes me gjerësi të ngushtë vije. Aktualisht, metodat kryesore të zbatuara përfshijnë metodën e zgavrës së shkurtër, metodën e zgavrës së unazës me një drejtim, metodën standarde të intrakavitetit, metodën e zgavrës së modalitetit të lavjerrës rrotulluese, metodën e grirjes së vëllimit Bragg dhe metodën e injektimit të farës.
Figura 7 tregon strukturën e disa lazerëve tipikë të gjendjes së ngurtë me një modalitet të vetëm gjatësor.
Figura 7(a) tregon parimin e punës së zgjedhjes së një modaliteti gjatësor të vetëm bazuar në standardin FP brenda zgavrës, domethënë, spektri i transmetimit me gjerësi të ngushtë të linjës së standardit përdoret për të rritur humbjen e mënyrave të tjera gjatësore, në mënyrë që mënyrat e tjera gjatësore janë filtruar në procesin e konkurrimit të modalitetit për shkak të transmetueshmërisë së tyre të vogël, në mënyrë që të arrihet funksionimi i një modaliteti gjatësor të vetëm. Përveç kësaj, një gamë e caktuar e prodhimit të akordimit të gjatësisë valore mund të merret duke kontrolluar këndin dhe temperaturën e standardit FP dhe duke ndryshuar intervalin e modalitetit gjatësor. FIG. 7(b) dhe (c) tregojnë oshilatorin e unazës joplanare (NPRO) dhe metodën e kavitetit të modalitetit të lavjerrësit rrotullues të përdorur për të marrë një dalje të vetme të modalitetit gjatësor. Parimi i punës është që rrezet të përhapen në një drejtim të vetëm në rezonator, të eliminojnë në mënyrë efektive shpërndarjen e pabarabartë hapësinore të numrit të grimcave të kundërta në zgavrën e zakonshme të valës në këmbë, dhe kështu të shmanget ndikimi i efektit të djegies së vrimës hapësinore për të arritur një dalje e vetme gjatësore e modalitetit. Parimi i zgjedhjes së mënyrës së rrjetës Bragg me shumicë (VBG) është i ngjashëm me atë të lazerëve gjysmëpërçues dhe fibrash me gjerësi të vijës së ngushtë të përmendur më parë, domethënë duke përdorur VBG si element filtri, bazuar në selektivitetin e tij të mirë spektral dhe selektivitetin këndor, oshilatorin. lëkundet në një gjatësi vale ose brez specifik për të arritur rolin e zgjedhjes së modalitetit gjatësor, siç tregohet në figurën 7(d).
Në të njëjtën kohë, disa metoda të përzgjedhjes së modalitetit gjatësor mund të kombinohen sipas nevojave për të përmirësuar saktësinë e zgjedhjes së modalitetit gjatësor, për të ngushtuar më tej gjerësinë e linjës ose për të rritur intensitetin e konkurrencës së modalitetit duke futur transformimin jolinear të frekuencës dhe mjete të tjera, dhe për të zgjeruar gjatësinë e valës së daljes së lazeri gjatë funksionimit në një gjerësi të ngushtë vije, gjë që është e vështirë për t'u bërëlazer gjysmëpërçuesdhelazer me fibra.
(4) Lazer Brillouin
Lazeri Brillouin bazohet në efektin e stimuluar të shpërndarjes Brillouin (SBS) për të përftuar teknologjinë e daljes me zhurmë të ulët, me gjerësi të ngushtë të linjës, parimi i tij është përmes fotonit dhe ndërveprimit të fushës akustike të brendshme për të prodhuar një zhvendosje të caktuar të frekuencës së fotoneve të Stokes, dhe amplifikohet vazhdimisht brenda fitimi i gjerësisë së brezit.
Figura 8 tregon diagramin e nivelit të konvertimit të SBS dhe strukturën bazë të lazerit Brillouin.
Për shkak të frekuencës së ulët të dridhjeve të fushës akustike, zhvendosja e frekuencës Brillouin e materialit është zakonisht vetëm 0,1-2 cm-1, kështu që me lazer 1064 nm si dritë 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 i konvertimit kuantik është jashtëzakonisht i lartë (deri në 99,99% në teori). Për më tepër, për shkak se gjerësia e linjës së fitimit Brillouin e mediumit është zakonisht vetëm e rendit të MHZ-ghz (gjerësia e linjës së fitimit Brillouin e disa mediave të ngurta është vetëm rreth 10 MHz), është shumë më e vogël se gjerësia e linjës së fitimit të substancës punuese lazer. e rendit të 100 GHz, pra, Stokes i ngacmuar në lazer Brillouin mund të tregojë fenomen të dukshëm të ngushtimit të spektrit pas përforcimit të shumëfishtë në zgavër, dhe gjerësia e linjës së tij dalëse është disa renditje të madhësisë më e ngushtë se gjerësia e linjës së pompës. Aktualisht, lazeri Brillouin është bërë një pikë e nxehtë kërkimore në fushën e fotonikës dhe ka pasur shumë raporte për rendin Hz dhe nën-Hz të prodhimit me gjerësi linja jashtëzakonisht të ngushtë.
Vitet e fundit janë shfaqur në fushën e pajisjeve Brillouin me strukturë valëdhënësefotonika me mikrovalë, dhe po zhvillohen me shpejtësi në drejtim të miniaturizimit, integrimit të lartë dhe rezolucion më të lartë. Për më tepër, lazeri Brillouin që funksionon në hapësirë, i bazuar në materiale të reja kristalore si diamanti, ka hyrë gjithashtu në vizionin e njerëzve në dy vitet e fundit, zbulimi i tij inovativ në fuqinë e strukturës së valëve dhe në ngushticën e kaskadës SBS, fuqinë e lazerit Brillouin. në magnitudë 10 W, duke hedhur themelet për zgjerimin e aplikimit të tij.
Kryqëzimi i përgjithshëm
Me eksplorimin e vazhdueshëm të njohurive të fundit, lazerët me gjerësi të ngushtë të linjës janë bërë një mjet i domosdoshëm në kërkimin shkencor me performancën e tyre të shkëlqyer, siç është interferometri lazer LIGO për zbulimin e valëve gravitacionale, i cili përdor një gjerësi të ngushtë të linjës me një frekuencë të vetme.lazerme një gjatësi vale prej 1064 nm si burim farë, dhe gjerësia e linjës së dritës së farës është brenda 5 kHz. Përveç kësaj, lazerët me gjerësi të ngushtë me gjatësi vale të sintonizueshme dhe pa kërcim në modalitet tregojnë gjithashtu një potencial të madh aplikimi, veçanërisht në komunikimet koherente, të cilat mund të plotësojnë në mënyrë të përkryer nevojat e multipleksimit të ndarjes së gjatësisë së valës (WDM) ose multipleksimit të ndarjes së frekuencës (FDM) për gjatësinë e valës (ose frekuencën). ) akordueshmëria dhe pritet të bëhet pajisja kryesore e gjeneratës së ardhshme të teknologjisë së komunikimit celular.
Në të ardhmen, inovacioni i materialeve lazer dhe teknologjia e përpunimit do të nxisë më tej ngjeshjen e gjerësisë së linjës lazer, përmirësimin e qëndrueshmërisë së frekuencës, zgjerimin e diapazonit të gjatësisë valore dhe përmirësimin e fuqisë, duke hapur rrugën për eksplorimin njerëzor të botës së panjohur.
Koha e postimit: Nëntor-29-2023