Ayarlanabilir Lazer İkinci Bölümün Geliştirilmesi ve Pazar Durumu

Ayarlanabilir Lazerin Geliştirme ve Pazar Durumu (İkinci Bölüm)

Çalışma prensibiayarlanabilir lazer

Lazer dalga boyu ayarına ulaşmak için kabaca üç prensip vardır. Enayarlanabilir lazerlerGeniş floresan çizgileri olan çalışma maddeleri kullanın. Lazeri oluşturan rezonatörler sadece çok dar bir dalga boyu aralığında çok düşük kayıplara sahiptir. Bu nedenle, birincisi, rezonatörün düşük kayıp bölgesine karşılık gelen dalga boyunu bazı elementlerle (ızgara gibi) değiştirerek lazerin dalga boyunu değiştirmektir. İkincisi, bazı harici parametreleri (manyetik alan, sıcaklık vb.) Değiştirerek lazer geçişinin enerji seviyesini kaydırmaktır. Üçüncüsü, dalga boyu dönüşümü ve ayarına ulaşmak için doğrusal olmayan etkilerin kullanılmasıdır (bakınız doğrusal olmayan optik, uyarılmış Raman saçılması, optik frekans ikiye katlanması, optik parametrik salınım). İlk ayar moduna ait tipik lazerler boya lazerleri, krizoberil lazerler, renk merkezi lazerleri, ayarlanabilir yüksek basınçlı gaz lazerleri ve ayarlanabilir eksimer lazerlerdir.

Gerçekleştirme teknolojisi açısından ayarlanabilir lazer esas olarak şu şekilde ayrılmıştır: mevcut kontrol teknolojisi, sıcaklık kontrol teknolojisi ve mekanik kontrol teknolojisi.
Bunlar arasında, elektronik kontrol teknolojisi, NS seviyesi ayar hızı, geniş ayar bant genişliği, ancak elektronik kontrol teknolojisine dayanan küçük çıkış gücü (örnekleme ızgarası DBR) ve GCSR lazeri (yardımcı ızgara yönlü kupling geriye dönük yansıma) ile enjeksiyon akımını değiştirerek dalga boyu ayarına ulaşmaktır. Sıcaklık kontrol teknolojisi, lazer aktif bölgesinin kırılma indeksini değiştirerek lazerin çıkış dalga boyunu değiştirir. Teknoloji basit, ancak yavaş ve sadece birkaç nm'lik dar bir bant genişliği ile ayarlanabilir. Sıcaklık kontrol teknolojisine dayanan ana olanlarDFB lazer(dağıtılmış geri bildirim) ve DBR lazer (dağıtılmış Bragg yansıması). Mekanik kontrol esas olarak büyük ayarlanabilir bant genişliği, yüksek çıkış gücü ile dalga boyu seçimini tamamlamak için MEMS (mikro-elektro-mekanik sistem) teknolojisine dayanmaktadır. Mekanik kontrol teknolojisine dayanan ana yapılar DFB (dağıtılmış geri bildirim), ECL (harici boşluk lazeri) ve VCSEL'dir (dikey boşluk yüzeyi yayan lazer). Aşağıdakiler ayarlanabilir lazerler prensibinin bu yönlerinden açıklanmaktadır.

Optik İletişim Uygulaması

Ayarlanabilir lazer, tamamen optik ağda yeni nesil yoğun dalga boyu bölünmesi çoğullama sistemi ve foton değişiminde önemli bir optoelektronik cihazdır. Uygulaması, optik fiber iletim sisteminin kapasitesini, esnekliğini ve ölçeklenebilirliğini büyük ölçüde arttırır ve geniş bir dalga boyu aralığında sürekli veya yarı sürekli ayarlama gerçekleştirmiştir.
Dünyanın dört bir yanındaki şirketler ve araştırma kurumları, ayarlanabilir lazerlerin araştırma ve geliştirilmesini aktif olarak teşvik etmektedir ve bu alanda sürekli olarak yeni ilerleme kaydedilmektedir. Ayarlanabilir lazerlerin performansı sürekli olarak geliştirilir ve maliyet sürekli olarak azalır. Şu anda, ayarlanabilir lazerler esas olarak iki kategoriye ayrılmıştır: yarı iletken ayarlanabilir lazerler ve ayarlanabilir fiber lazerler.
Yarı iletken lazeroptik iletişim sisteminde, küçük boyut, hafif, yüksek dönüşüm verimliliği, güç tasarrufu vb. Ayarlanabilir dağıtılmış geri bildirim lazeri, dağıtılmış Bragg ayna lazeri, mikromotor sistem dikey boşluk yüzeyi yayan lazer ve harici boşluk yarı iletken lazer olarak bölünebilir.
Bir kazanç ortamı olarak ayarlanabilir fiber lazerin geliştirilmesi ve bir pompa kaynağı olarak yarı iletken lazer diyotunun geliştirilmesi, fiber lazerlerin gelişimini büyük ölçüde desteklemiştir. Ayarlanabilir lazer, katkılı fiberin 80nm kazanç bant genişliğine dayanır ve filtre elemanı lazer dalga boyunu kontrol etmek ve dalga boyu ayarını gerçekleştirmek için döngüye eklenir.
Ayarlanabilir yarı iletken lazerin gelişimi dünyada çok aktiftir ve ilerleme de çok hızlıdır. Ayarlanabilir lazerler sabit dalga boyu lazerlere maliyet ve performans açısından yavaş yavaş yaklaştıkça, kaçınılmaz olarak iletişim sistemlerinde daha fazla kullanılacak ve gelecekteki tamamen optik ağlarda önemli bir rol oynayacaklardır.

Kalkınma beklentisi
Genellikle çeşitli tek dalga boyu lazerler temelinde dalga boyu ayarlama mekanizmaları eklenerek geliştirilen birçok ayarlanabilir lazer türü vardır ve piyasaya uluslararası olarak bazı emtialar sağlanmıştır. Sürekli optik ayarlanabilir lazerlerin geliştirilmesine ek olarak, entegre diğer fonksiyonlara sahip ayarlanabilir lazerler de bildirilmiştir, örneğin tek bir VCSEL çipi ve bir elektrik absorpsiyon modülatörü ile entegre edilmiş ayarlanabilir lazer ve bir örnek ızgara bragg reflektörü ve bir yarı iletken optik amplifikatör ve bir elektriksel emme modülasyonu ile entegre edilmiş lazer.
Dalga boyu ayarlanabilir lazer yaygın olarak kullanıldığından, çeşitli yapıların ayarlanabilir lazeri farklı sistemlere uygulanabilir ve her birinin avantajları ve dezavantajları vardır. Dış boşluk yarı iletken lazer, yüksek çıkış gücü ve sürekli ayarlanabilir dalga boyu nedeniyle hassas test cihazlarında geniş bantlı ayarlanabilir bir ışık kaynağı olarak kullanılabilir. Foton entegrasyonu ve gelecekteki tamamen optik ağın karşılaşması açısından, örnek ızgara DBR, üst yapılı ızgara DBR ve modülatörler ve amplifikatörlerle entegre ayarlanabilir lazerler Z için ayarlanabilir ışık kaynakları umut verici olabilir.
Dış boşluğa sahip fiber ızgara ayarlanabilir lazer, basit bir yapıya, dar çizgi genişliğine ve kolay fiber bağlantıya sahip umut verici bir ışık kaynağıdır. EA modülatörü boşluğa entegre edilebilirse, yüksek hızlı ayarlanabilir optik soliton kaynağı olarak da kullanılabilir. Ek olarak, fiber lazerlere dayanan ayarlanabilir fiber lazerler son yıllarda önemli ilerleme kaydetmiştir. Optik iletişim ışık kaynaklarındaki ayarlanabilir lazerlerin performansının daha da geliştirilmesi beklenebilir ve çok parlak uygulama beklentileriyle pazar payının kademeli olarak artması beklenebilir.