Smal LineWidth Laser Technology Deel twee
In 1960 was die wêreld se eerste Ruby-laser 'n vaste-toestand-laser, gekenmerk deur 'n hoë uitset-energie en 'n groter dekking van die golflengte. Die unieke ruimtelike struktuur van vaste-toestand-laser maak dit meer buigsaam in die ontwerp van smal lynwydte-uitset. Die belangrikste metodes wat geïmplementeer word, sluit in 'n kortholte-metode, eenrigting-ringholte-metode, intracavity-standaardmetode, torsie-slingermodusholte, volume Bragg-traliemetode en saadinspuitingsmetode.
Figuur 7 toon die struktuur van verskillende tipiese enkel-langdinale modus-vastestaat-lasers.
Figuur 7 (a) toon die werkbeginsel van 'n enkele longitudinale modus seleksie gebaseer op die in-cavity FP-standaard, dit wil sê die nou lynwydte-transmissie-spektrum van die standaard word gebruik om die verlies van ander longitudinale modusse te verhoog, sodat ander longitudinale modusse in die modus-mededingingsproses gefiltreer word as gevolg van hul klein transitasie, so om die longitudinale modus te bereik. Daarbenewens kan 'n sekere reeks golflengte -insteluitset verkry word deur die hoek en temperatuur van die FP -standaard te beheer en die longitudinale modus -interval te verander. Fig. 7 (b) en (c) toon die nie-planêre ring-ossillator (NPRO) en die torsie-pendulummodusholte-metode wat gebruik word om 'n enkele uitset van die longitudinale modus te verkry. Die werkbeginsel is om die balk in 'n enkele rigting in die resonator te laat voortplant, en die ongelyke ruimtelike verspreiding van die aantal omgekeerde deeltjies in die gewone staande golfholte effektief uit te skakel, en sodoende die invloed van die ruimtelike gatverbrandingseffek te vermy om 'n enkele uitset van die longitudinale modus te bereik. Die beginsel van grootmaat Bragg-traliewerk (VBG) -modus-seleksie is soortgelyk aan dié van halfgeleier en vesel smal lynwydte-lasers wat vroeër genoem is, dit wil sê deur VBG as 'n filterelement te gebruik, gebaseer op sy goeie spektrale selektiwiteit en hoekselektiwiteit, die ossillator-ossillate in 'n spesifieke golflengte of band om die rol van die longitudinale modus te bereik, soos in Figuur 7 (D).
Terselfdertyd kan verskeie seleksie -metodes van die longitudinale modus gekombineer word volgens die behoeftes om die akkuraatheid van die longitudinale modus te verbeter, die lynwydte verder te beperk, of die modus -kompetisie -intensiteit te verhoog deur nie -lineêre frekwensie -transformasie en ander maniere in te stel, en die uitsetgolflengte van die laser uit te brei terwyl dit op 'n smal lynwydte werk, wat moeilik is om te doen om te doenhalfgeleier laserenvesellasers.
(4) Brillouin Laser
Brillouin -laser is gebaseer op gestimuleerde Brillouin -verstrooiing (SBS) -effek om lae geraas, smal lynwydte -uitsettegnologie te verkry, die beginsel daarvan is deur die foton en die interne akoestiese veldinteraksie om 'n sekere frekwensieverskuiwing van Stokes -fotone te lewer, en word voortdurend versterk binne die winsbandwydte.
Figuur 8 toon die vlakdiagram van SBS -omskakeling en die basiese struktuur van die Brillouin -laser.
As gevolg van die lae vibrasiefrekwensie van die akoestiese veld, is die Brillouin-frekwensieverskuiwing van die materiaal gewoonlik slegs 0,1-2 cm-1, dus met 1064 nm laser as die pomplig, is die Stokes-golflengte wat gegenereer word, dikwels slegs ongeveer 1064,01 nm, maar dit beteken ook dat die kwantum-omskakelingseffektiwiteit buitengewoon hoog is (tot 99,99% in teorie). Daarbenewens, omdat die Brillouin-winste van die medium gewoonlik slegs van die orde van MHz-GHz is (die Brillouin-winslyn van sommige soliede media is slegs ongeveer 10 MHz), is dit baie minder as die winslyn van die laser wat die orde van die orde van 100 GHz het, so die stokes wat in die Brillouin-laser is, kan duidelike spektrum vertoon. holte, en sy uitsetlynwydte is verskeie ordes van nouer as die pomplynwydte. Op die oomblik het Brillouin Laser 'n navorsingshotspot in Photonics Field geword, en daar was baie berigte oor die HZ en Sub-Hz Order of Uiters Smal LineWidth-uitset.
In onlangse jare het Brillouin -toestelle met 'n golfleierstruktuur op die gebied vanmikrogolf fotonika, en ontwikkel vinnig in die rigting van miniatuur, hoë integrasie en hoër resolusie. Daarbenewens het die ruimte-lopende Brillouin-laser gebaseer op nuwe kristalmateriaal soos Diamond ook die afgelope twee jaar mense se visie betree, die innoverende deurbraak in die krag van die golfleierstruktuur en die Cascade SBS-bottelnek, die krag van die Brillouin-laser tot 10 W, wat die fondament uitgebrei het om sy toepassing uit te brei.
Algemene kruising
Met die voortdurende verkenning van die nuutste kennis, het smal lynwydte-lasers 'n onmisbare hulpmiddel geword in wetenskaplike navorsing met hul uitstekende werkverrigting, soos die laser-interferometer ligo vir opsporing van gravitasiegolf, wat 'n smal lynwydte van 'n enkele frekwensie gebruiklasermet 'n golflengte van 1064 nm as saadbron, en die lynbreedte van die saadlig is binne 5 kHz. Daarbenewens toon smalbreedte-lasers met 'n golflengte-instelbare en geen modus-sprong ook 'n groot toepassingspotensiaal, veral in samehangende kommunikasie, wat perfek kan voldoen aan die behoeftes van multiplexing (of frekwensie) van die golflengte vir golflengte (of frekwensie), en sal na verwagting die kernapparaat van die volgende generasie van mobiele kommunikasietegnologie word.
In die toekoms sal die innovasie van lasermateriaal en verwerkingstegnologie die kompressie van laserlynwydte, die verbetering van frekwensie -stabiliteit, die uitbreiding van die golflengte en die verbetering van mag verder bevorder, wat die weg baan vir menslike verkenning van die onbekende wêreld.
Postyd: Nov-29-2023