Smal lynwydte lasertegnologie deel twee
In 1960 was die wêreld se eerste robynlaser 'n vastestoflaser, gekenmerk deur 'n hoë uitsetenergie en 'n wyer golflengtedekking. Die unieke ruimtelike struktuur van vastestoflaser maak dit meer buigsaam in die ontwerp van smal lynwydte-uitset. Tans sluit die hoofmetodes wat geïmplementeer word kortholte-metode, eenrigting-ringholte-metode, intra-holte-standaardmetode, torsie-slingermodus-holtemetode, volume Bragg-roostermetode en saadinspuitingsmetode in.
Figuur 7 toon die struktuur van verskeie tipiese enkel-longitudinale modus vastestoflasers.
Figuur 7(a) toon die werkbeginsel van enkele longitudinale modusseleksie gebaseer op die in-holte FP-standaard, dit wil sê, die smal lynwydte transmissiespektrum van die standaard word gebruik om die verlies van ander longitudinale modusse te verhoog, sodat ander longitudinale modusse word uitgefiltreer in die moduskompetisieproses as gevolg van hul klein transmissie, om sodoende enkel longitudinale moduswerking te bereik. Daarbenewens kan 'n sekere reeks golflengte-instellingsuitset 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 slinger modus holte metode wat gebruik word om 'n enkele longitudinale modus uitset te verkry. Die werksbeginsel is om die straal in 'n enkele rigting in die resonator te laat voortplant, 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 gatbrandeffek te vermy om 'n enkel longitudinale afvoer. Die beginsel van grootmaat Bragg-rooster (VBG)-modusseleksie 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 ossilleer by 'n spesifieke golflengte of band om die rol van longitudinale moduskeuse te bereik, soos in Figuur 7(d) getoon.
Terselfdertyd kan verskeie longitudinale modusseleksiemetodes gekombineer word volgens behoeftes om die longitudinale modusseleksie-akkuraatheid te verbeter, die lynwydte verder te vernou, of die moduskompetisie-intensiteit te verhoog deur nie-lineêre frekwensietransformasie en ander maniere in te stel, en die uitsetgolflengte van die laser terwyl dit in 'n smal lynwydte werk, wat moeilik is om te doenhalfgeleier laserenvesel lasers.
(4) Brillouin laser
Brillouin laser is gebaseer op gestimuleerde Brillouin verstrooiing (SBS) effek om lae geraas, smal lynwydte uitset tegnologie te verkry, sy beginsel is deur die foton en die interne akoestiese veld interaksie om 'n sekere frekwensie verskuiwing van Stokes fotone te produseer, en word voortdurend versterk binne die bandwydte kry.
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 net 0.1-2 cm-1, dus met 1064 nm laser as die pomplig is die Stokes-golflengte wat gegenereer word, dikwels net sowat 1064.01 nm, maar dit beteken ook dat sy kwantumomskakelingsdoeltreffendheid uiters hoog is (tot 99,99% in teorie). Daarbenewens, omdat die Brillouin-aanwinslynwydte van die medium gewoonlik net in die orde van MHZ-ghz is (die Brillouin-aanwinslynwydte van sommige vaste media is slegs ongeveer 10 MHz), is dit baie minder as die versterkingslynwydte van die laserwerkstof van die orde van 100 GHz, so, Die Stokes opgewonde in Brillouin laser kan duidelike spektrum vernouing verskynsel toon na veelvuldige versterking in die holte, en sy uitset lyn breedte is verskeie ordes van grootte smaller as die pomp lyn breedte. Tans het Brillouin-laser 'n navorsingsbrandpunt in fotonika-veld geword, en daar was baie verslae oor die Hz- en sub-Hz-orde van uiters smal lynwydte-uitset.
In onlangse jare het Brillouin-toestelle met golfleierstruktuur na vore gekom op die gebied vanmikrogolf fotonika, en ontwikkel vinnig in die rigting van miniaturisering, hoë integrasie en hoër resolusie. Daarbenewens het die ruimtelopende Brillouin-laser gebaseer op nuwe kristalmateriale soos diamant ook die afgelope twee jaar mense se visie betree, sy innoverende deurbraak in die krag van die golfleierstruktuur en die kaskade SBS-bottelnek, die krag van die Brillouin-laser tot 10 W grootte, wat die grondslag lê vir die uitbreiding van die toepassing daarvan.
Algemene aansluiting
Met die voortdurende verkenning van die nuutste kennis, het smallynwydtelasers 'n onontbeerlike hulpmiddel in wetenskaplike navorsing geword met hul uitstekende werkverrigting, soos die laserinterferometer LIGO vir gravitasiegolfopsporing, wat 'n enkelfrekwensie smal lynwydte gebruik.lasermet 'n golflengte van 1064 nm as 'n saadbron, en die lynwydte van die saadlig is binne 5 kHz. Boonop toon smalwydte-lasers met golflengte-verstelbare en geen modussprong ook groot toepassingspotensiaal, veral in koherente kommunikasie, wat perfek kan voldoen aan die behoeftes van golflengtedeling-multipleksing (WDM) of frekwensiedeling-multipleksing (FDM) vir golflengte (of frekwensie) ) instelbaarheid, en sal na verwagting die kerntoestel van die volgende generasie mobiele kommunikasietegnologie word.
In die toekoms sal die innovasie van lasermateriaal en verwerkingstegnologie die kompressie van laserlynwydte, die verbetering van frekwensiestabiliteit, die uitbreiding van golflengtereeks en die verbetering van krag verder bevorder, wat die weg baan vir menslike verkenning van die onbekende wêreld.
Pos tyd: Nov-29-2023