Նեղ գծի լայնության լազերային տեխնոլոգիա Մաս երկրորդ

Նեղ գծի լայնության լազերային տեխնոլոգիա Մաս երկրորդ

(3)Պինդ վիճակի լազեր

1960 թվականին աշխարհում առաջին ռուբին լազերը պինդ վիճակի լազեր էր, որը բնութագրվում էր բարձր ելքային էներգիայով և ալիքի երկարության ավելի լայն ծածկույթով։ Պինդ վիճակի լազերի յուրահատուկ տարածական կառուցվածքը դարձնում է այն ավելի ճկուն նեղ գծի լայնության ելքի նախագծման մեջ: Ներկայումս իրականացվող հիմնական մեթոդները ներառում են կարճ խոռոչի մեթոդը, միակողմանի օղակաձև խոռոչի մեթոդը, ներխոռոչի ստանդարտ մեթոդը, ոլորման ճոճանակի ռեժիմի խոռոչի մեթոդը, ծավալային Բրագգի քերման մեթոդը և սերմերի ներարկման մեթոդը:

Նկար 7-ը ցույց է տալիս մի քանի տիպիկ մեկ երկայնական ռեժիմի պինդ վիճակի լազերների կառուցվածքը:

Նկար 7(ա) ցույց է տալիս մեկ երկայնական ռեժիմի ընտրության աշխատանքի սկզբունքը՝ հիմնված ներխոռոչի FP ստանդարտի վրա, այսինքն՝ ստանդարտի նեղ գծի լայնության փոխանցման սպեկտրը օգտագործվում է այլ երկայնական ռեժիմների կորուստը մեծացնելու համար, որպեսզի այլ երկայնական ռեժիմներ դրանք զտվում են ռեժիմի մրցակցության գործընթացում՝ իրենց փոքր հաղորդունակության պատճառով, որպեսզի հասնեն մեկ երկայնական ռեժիմի աշխատանքին: Բացի այդ, ալիքի երկարության թյունինգի որոշակի տիրույթ կարելի է ձեռք բերել՝ վերահսկելով FP ստանդարտի Անկյունը և ջերմաստիճանը և փոխելով երկայնական ռեժիմի միջակայքը: ՆԿԱՐ. 7(բ) և (գ) հատվածները ցույց են տալիս ոչ հարթ օղակաձև տատանիչ (NPRO) և ոլորող ճոճանակի ռեժիմի խոռոչի մեթոդը, որն օգտագործվում է մեկ երկայնական ռեժիմի ելք ստանալու համար: Աշխատանքի սկզբունքն է ստիպել ճառագայթը մեկ ուղղությամբ տարածվել ռեզոնատորում, արդյունավետորեն վերացնել հակադարձ մասնիկների քանակի անհավասար տարածական բաշխումը սովորական կանգուն ալիքի խոռոչում և այդպիսով խուսափել տարածական անցքի այրման էֆեկտի ազդեցությունից՝ հասնելու համար մեկ երկայնական ռեժիմի ելք: Bragg grating-ի (VBG) ռեժիմի զանգվածային ընտրության սկզբունքը նման է կիսահաղորդչային և մանրաթելային նեղ գծի լայնությամբ լազերների սկզբունքին, որը նշվել է ավելի վաղ, այսինքն՝ օգտագործելով VBG-ն որպես ֆիլտրի տարր՝ հիմնվելով նրա լավ սպեկտրային ընտրողականության և անկյունային ընտրողականության վրա՝ oscillator: տատանվում է որոշակի ալիքի երկարության կամ գոտու վրա՝ հասնելու երկայնական ռեժիմի ընտրության դերին, ինչպես ցույց է տրված Նկար 7(դ)-ում:
Միևնույն ժամանակ, երկայնական ռեժիմի ընտրության մի քանի մեթոդներ կարող են համակցվել ըստ կարիքների՝ բարելավելու երկայնական ռեժիմի ընտրության ճշգրտությունը, ավելի նեղացնելու գծի լայնությունը կամ մեծացնելու ռեժիմի մրցակցության ինտենսիվությունը՝ ներմուծելով ոչ գծային հաճախականության փոխակերպում և այլ միջոցներ, և ընդլայնելու ելքային ալիքի երկարությունը: լազերային նեղ գծի լայնությամբ աշխատելիս, ինչը դժվար է անելկիսահաղորդչային լազերևմանրաթելային լազերներ.

(4) Brillouin լազեր

Brillouin լազերը հիմնված է խթանված Brillouin ցրման (SBS) էֆեկտի վրա՝ ցածր աղմուկի, նեղ գծի լայնության ելքային տեխնոլոգիա ստանալու համար, դրա սկզբունքն այն է, որ ֆոտոնը և ներքին ակուստիկ դաշտը փոխազդեցությունը առաջացնում են Stokes ֆոտոնների որոշակի հաճախականության տեղաշարժ և շարունակաբար ուժեղացվում է: ձեռք բերել թողունակություն:

Նկար 8-ը ցույց է տալիս SBS-ի փոխակերպման մակարդակի դիագրամը և Brillouin լազերի հիմնական կառուցվածքը:

Ակուստիկ դաշտի ցածր թրթռման հաճախականության պատճառով նյութի Բրիլուինի հաճախականության տեղաշարժը սովորաբար կազմում է ընդամենը 0,1-2 սմ-1, ուստի 1064 նմ լազերային պոմպի լույսի դեպքում Ստոքսի ալիքի երկարությունը հաճախ կազմում է ընդամենը մոտ 1064,01 նմ, բայց սա նաև նշանակում է, որ դրա քվանտային փոխակերպման արդյունավետությունը չափազանց բարձր է (տեսականորեն մինչև 99,99%): Բացի այդ, քանի որ միջավայրի Brillouin-ի գծի լայնությունը սովորաբար MHZ-ghz-ի կարգի է (որոշ պինդ միջավայրերի Brillouin-ի գծի լայնությունը ընդամենը մոտ 10 ՄՀց է), այն շատ ավելի քիչ է, քան լազերային աշխատանքային նյութի ձեռքբերման գծի լայնությունը: 100 ԳՀց-ի կարգի, հետևաբար, Բրիլուին լազերային հուզված Stokes-ը կարող է ցույց տալ սպեկտրի նեղացման ակնհայտ երևույթ՝ խոռոչում բազմակի ուժեղացումից հետո, և դրա ելքային գծի լայնությունը մի քանի կարգով ավելի նեղ է, քան պոմպի գծի լայնությունը: Ներկայումս Brillouin լազերը դարձել է ֆոտոնիկայի ոլորտում հետազոտական ​​թեժ կետ, և բազմաթիվ զեկույցներ են եղել չափազանց նեղ գծի լայնության թողարկման Հց և ենթահերց կարգերի վերաբերյալ:

Վերջին տարիներին ոլորտում ի հայտ են եկել ալիքատար կառուցվածք ունեցող Brillouin սարքերըմիկրոալիքային ֆոտոնիկա, և արագորեն զարգանում են մանրանկարչության, բարձր ինտեգրման և ավելի բարձր լուծաչափության ուղղությամբ։ Ի հավելումն, տիեզերական վազող Brillouin լազերը, որը հիմնված է նոր բյուրեղային նյութերի վրա, ինչպիսին է ալմաստը, նույնպես մտել է մարդկանց տեսլականը վերջին երկու տարիներին, նրա նորարարական առաջընթացը ալիքատար կառուցվածքի և կասկադային SBS խցանման, Brillouin լազերի հզորության մեջ: մինչև 10 Վտ մագնիտուդ՝ հիմք դնելով դրա կիրառման ընդլայնմանը։
Ընդհանուր հանգույց
Առաջատար գիտելիքների շարունակական ուսումնասիրությամբ նեղ գծի լազերները դարձել են գիտական ​​հետազոտությունների անփոխարինելի գործիք իրենց գերազանց կատարողականությամբ, ինչպիսին է LIGO լազերային ինտերֆերոմետրը գրավիտացիոն ալիքների հայտնաբերման համար, որն օգտագործում է մեկ հաճախականության նեղ գծի լայնություն:լազերային1064 նմ ալիքի երկարությամբ՝ որպես սերմի աղբյուր, և սերմի լույսի գծի լայնությունը 5 կՀց է։ Բացի այդ, նեղ լայնության լազերները ալիքի երկարության կարգավորելի և առանց ռեժիմի ցատկով ցույց են տալիս նաև մեծ կիրառման ներուժ, հատկապես համահունչ հաղորդակցություններում, որոնք կարող են կատարելապես բավարարել ալիքի երկարության բաժանման մուլտիպլեքսավորման (WDM) կամ հաճախականության բաժանման մուլտիպլեքսավորման (FDM) պահանջները ալիքի երկարության (կամ հաճախականության համար): ) կարգավորելիություն և ակնկալվում է, որ այն կդառնա բջջային կապի հաջորդ սերնդի հիմնական սարքը:
Ապագայում լազերային նյութերի և մշակման տեխնոլոգիայի նորարարությունը հետագայում կնպաստի լազերային գծի լայնության սեղմմանը, հաճախականության կայունության բարելավմանը, ալիքի երկարության տիրույթի ընդլայնմանը և հզորության բարելավմանը` ճանապարհ հարթելով անհայտ աշխարհի մարդկանց հետախուզման համար: