Այսօր մենք կներկայացնենք «Monochromatic» լազերային ծայրահեղ `նեղ գծի լազերային: Դրա առաջացումը լրացնում է լազերային բազմաթիվ կիրառական դաշտերում բացերը, եւ վերջին տարիներին լայնորեն կիրառվել է գրավիտացիոն ալիքի հայտնաբերման, Լիդարի, բաշխված սենսացիա, գերարագ համահունչ օպտիկական հաղորդակցություն եւ այլ ոլորտներ, որոնք չեն կարող ավարտվել միայն լազերային ուժը բարելավելով:
Ինչ է նեղ գծային լազեր:
«Գծի լայնություն» տերմինը վերաբերում է լազերի սպեկտրային գծի լայնությանը հաճախականության տիրույթում, որը սովորաբար քանակականացվում է սպեկտրի կես գագաթնակետային ամբողջականության առումով (FWHM): LineWidth- ը հիմնականում ազդում է հուզված ատոմների կամ իոնների ինքնաբուխ ճառագայթահարմամբ, ռեզոնատորի մեխանիկական թրթռում, ջերմաստիճանի ջրբաժ եւ այլ արտաքին գործոններ: Որքան փոքր է գծի լայնության արժեքը, այնքան ավելի բարձր է սպեկտրի մաքրությունը, այսինքն, այնքան ավելի լավ է լազերային մոնոխրագույնը: Նման բնութագրերով լազերները սովորաբար ունենում են շատ քիչ փուլ կամ հաճախականության աղմուկ եւ շատ քիչ հարաբերական ինտենսիվության աղմուկ: Միեւնույն ժամանակ, ավելի փոքր է լազերային գծային լայնության արժեքը, այնքան ավելի ուժեղ է համապատասխան համահունչությունը, որը դրսեւորվում է որպես չափազանց երկար համախմբման երկարություն:
Նեղ գծի լայնածավալ լազերային իրականացում եւ կիրառում
Լազերային աշխատանքային նյութի բնածին շահույթով սահմանափակված է, գրեթե անհնար է ուղղակիորեն իրականացնել նեղ գծային լազերային ելքը `ապավինելով ինքնուրույն ավանդական տատանումներին: Նեղի LaSwidth լազերի շահագործումը իրականացնելու համար սովորաբար անհրաժեշտ է օգտագործել զտիչներ, քերել եւ այլ սարքեր `շահույթի սպեկտրում երկարատեւ մոդուլը սահմանափակելու կամ ընտրելու համար: Այս գործընթացում հաճախ անհրաժեշտ է վերահսկել լազերային արտադրանքի վրա աղմուկի ազդեցությունը եւ նվազագույնի հասցնել արտաքին միջավայրի թրթռման եւ ջերմաստիճանի փոփոխությունների հետեւանքով առաջացած սպեկտրալ գծերի ընդլայնումը. Միեւնույն ժամանակ, այն կարող է զուգորդվել նաեւ փուլի կամ հաճախականության աղմուկի սպեկտրալ խտության վերլուծության հետ `աղմուկի աղբյուրը հասկանալու եւ լազերային դիզայնը օպտիմալացնելու համար, որպեսզի հասնի նեղ գծային լազերի կայուն ելքի:
Եկեք դիտարկենք լազերների մի քանի տարբեր կատեգորիաների նեղ գծի գործողության իրականացումը:
Կիսահաղորդչային լազերներն ունեն կոմպակտ չափի, բարձր արդյունավետության, երկար կյանքի եւ տնտեսական առավելությունների առավելություններ:
Ավանդականում օգտագործված Fabry-Perot (FP) օպտիկական ռեզոնատորըԿիսահաղորդչային լազերներԸնդհանրապես տատանվում է բազմակողմանի ռեժիմում, եւ ելքային գծի լայնությունը համեմատաբար լայն է, ուստի անհրաժեշտ է ավելացնել օպտիկական արձագանքը `նեղ գծի լայնության արդյունքը ստանալու համար:
Բաշխված հետադարձ կապ (DFB) եւ բաշխված Bragg Reflection (DBR) երկու բնորոշ ներքին օպտիկական հետադարձ կապի կիսահաղորդչային լազերներ են: Փոքր Grating Pitch- ի եւ լավ ալիքի երկարության ընտրողությամբ հեշտ է հասնել կայուն մեկ հաճախականության նեղ գծի արդյունքի արդյունքի: Երկու կառույցների հիմնական տարբերությունն է Graping- ի դիրքը. DFB կառուցվածքը սովորաբար տարածում է Bragg- ի պարբերական կառուցվածքը Resonator- ի ամբողջ ռեզոնատորի միջոցով, եւ DBR- ի ռեզոնատորը սովորաբար կազմված է վերջնական մակերեւույթի արտացոլման միջոցներից: Բացի այդ, DFB- ի լազերները օգտագործում են ներկառուցված գրատները `ցածր ռեֆրակցիոն ինդեքսի հակադրությամբ եւ ցածր արտացոլմամբ: DBR լազերները օգտագործում են մակերեւութային գրատներ, բարձր ռեֆրակցիոն ինդեքսային հակադրություն եւ բարձր արտացոլողությամբ: Երկու կառույցներն ունեն երկու անվճար սպեկտրալ միջակայք եւ կարող են իրականացնել ալիքի երկարության թյունինգ առանց ռեժիմի ցատկելու մի քանի նանոմետրերի սահմաններում, որտեղ DBR լազերն ունի ավելի լայն կարգաբերող միջակայք, քանDFB լազերՄի շարք Բացի այդ, արտաքին խոռոչի օպտիկական հետադարձ կապի տեխնոլոգիան, որն օգտագործում է արտաքին օպտիկական տարրեր, կիսահաղորդչային լազերային չիպի ելքային լույսը հետադարձելու եւ ընտրելու հաճախականությունը, կարող է իրականացնել կիսահաղորդչային լազերային նեղ գծի գործողություն:
(2) մանրաթելային լազերներ
Օպտիկամանրաթելային լազերներն ունեն բարձր պոմպի փոխակերպման արդյունավետություն, ճառագայթների լավ որակի եւ բարձրորակ արդյունավետություն, որոնք լազերային դաշտում տաք հետազոտական թեմաներն են: Տեղեկատվության տարիքի համատեքստում մանրաթելային լազերները լավ համատեղելիություն ունեն շուկայում առկա օպտիկական օպտիկամանրաթելային հաղորդակցման համակարգերի հետ: Նեղ գծի լայնության, ցածր աղմուկի եւ լավ համախմբվածության առավելություններով մեկ հաճախականության մանրաթելային լազերը դարձել են դրա զարգացման կարեւոր ուղղություններից մեկը:
Միայնակ երկայնական ռեժիմի գործողությունն է մանրաթելային լազերային միջուկը `նեղ գծի լայնության արդյունքի հասնելու համար, սովորաբար` մեկ հաճախականության ռեզոնատորի կառուցվածքի համաձայն, կարելի է բաժանել DFB տիպի, DBR տիպի եւ մատանի տեսակի: Դրանց թվում DFB եւ DBR- ի մեկանգամյա հաճախականության մանրաթելերի լազերների աշխատանքային սկզբունքը նման է DFB եւ DBR կիսահաղորդչային լազերների:
Ինչպես ցույց է տրված Նկար 1-ում, DFB մանրաթելային լազերը պետք է գրի բաշխված Bragg Grating- ը մանրաթել: Քանի որ օսիլատորի աշխատանքային ալիքի երկարությունը ազդում է մանրաթելից `երկայնական ռեժիմը կարող է ընտրվել grating- ի բաշխված հետադարձ կապի միջոցով: DBR լազերային լազերային ռեզոնատորը սովորաբար ձեւավորվում է մի զույգ մանրաթելային բրագով գրատների միջոցով, եւ միայնակ երկայնական ռեժիմը հիմնականում ընտրվում է նեղ ժապավենի եւ ցածր արտացոլման մանրաթելերի բույրով: Այնուամենայնիվ, իր երկար ռեզոնատորի պատճառով բարդ կառուցվածքը եւ արդյունավետության արդյունավետության խտրականության մեխանիզմը, օղակի ձեւավորված խոռոչը հակված են երկար ժամանակ, եւ դժվար է երկար ժամանակ անընդհատ աշխատել անընդհատ երկարատեւ երկայնական ռեժիմով:
Գծապատկեր 1, մեկ հաճախության երկու բնորոշ գծային կառույցՕպտիկամանրաթելային լազերներ
Փոստի ժամանակը, Նոյ -27-2023