Ayarlanabilir lazerin geliştirilmesi ve pazar durumu Bölüm iki

Ayarlanabilir lazerin geliştirilmesi ve pazar durumu (Bölüm iki)

Çalışma prensibiayarlanabilir lazer

Lazer dalga boyu ayarlaması elde etmek için kabaca üç ilke vardır. Çoğuayarlanabilir lazerlergeniş floresan çizgileri olan çalışma maddeleri kullanın. Lazeri oluşturan rezonatörler yalnızca çok dar bir dalga boyu aralığında çok düşük kayıplara sahiptir. Bu nedenle, birincisi, rezonatörün düşük kayıp bölgesine karşılık gelen dalga boyunu bazı elemanlarla (örneğin bir kafes) değiştirerek lazerin dalga boyunu değiştirmektir. İkincisi, bazı dış parametreleri (örneğin manyetik alan, sıcaklık vb.) değiştirerek lazer geçişinin enerji seviyesini kaydırmaktır. Üçüncüsü, dalga boyu dönüşümü ve ayarlaması elde etmek için doğrusal olmayan etkilerin kullanılmasıdır (bkz. doğrusal olmayan optik, uyarılmış Raman saçılması, optik frekans iki katına çıkarma, optik parametrik salınım). Birinci ayarlama moduna ait tipik lazerler boya lazerleri, krizoberil lazerleri, renk merkezi lazerleri, ayarlanabilir yüksek basınçlı gaz lazerleri ve ayarlanabilir eksimer lazerleridir.

Ayarlanabilir lazer, uygulama teknolojisi açısından esas olarak; akım kontrol teknolojisi, sıcaklık kontrol teknolojisi ve mekanik kontrol teknolojisi olarak üçe ayrılır.
Bunlar arasında, elektronik kontrol teknolojisi, esas olarak SG-DBR (örnekleme ızgarası DBR) ve GCSR lazer (yardımcı ızgara yönlü kuplaj geriye doğru örnekleme yansıması) elektronik kontrol teknolojisine dayalı olarak, enjeksiyon akımını değiştirerek dalga boyu ayarını elde etmektir, NS düzeyinde ayar hızı, geniş ayar bant genişliği, ancak küçük çıkış gücü. Sıcaklık kontrol teknolojisi, lazerin aktif bölgesinin kırılma indisini değiştirerek lazerin çıkış dalga boyunu değiştirir. Teknoloji basittir, ancak yavaştır ve yalnızca birkaç nm'lik dar bir bant genişliğiyle ayarlanabilir. Sıcaklık kontrol teknolojisine dayalı olan başlıcaları şunlardırDFB lazer(dağıtılmış geri bildirim) ve DBR lazer (Dağıtılmış Bragg yansıması). Mekanik kontrol, büyük ayarlanabilir bant genişliği, yüksek çıkış gücü ile dalga boyu seçimini tamamlamak için esas olarak MEMS (mikro-elektromekanik sistem) teknolojisine dayanmaktadır. Mekanik kontrol teknolojisine dayanan ana yapılar DFB (dağıtılmış geri bildirim), ECL (dış boşluk lazeri) ve VCSEL'dir (dikey boşluk yüzey yayıcı lazer). Aşağıda ayarlanabilir lazerlerin ilkesinin bu yönlerinden açıklanmıştır.

Optik haberleşme uygulaması

Ayarlanabilir lazer, yeni nesil yoğun dalga boyu bölmeli çoklama sistemi ve tüm optik ağdaki foton değişiminde önemli bir optoelektronik cihazdır. Uygulaması, optik fiber iletim sisteminin kapasitesini, esnekliğini ve ölçeklenebilirliğini büyük ölçüde artırır ve geniş bir dalga boyu aralığında sürekli veya yarı sürekli ayarlamayı gerçekleştirmiştir.
Dünya çapındaki şirketler ve araştırma kurumları ayarlanabilir lazerlerin araştırma ve geliştirmesini aktif olarak teşvik ediyor ve bu alanda sürekli olarak yeni ilerlemeler kaydediliyor. Ayarlanabilir lazerlerin performansı sürekli olarak iyileştiriliyor ve maliyeti sürekli olarak düşürülüyor. Şu anda ayarlanabilir lazerler esas olarak iki kategoriye ayrılıyor: yarı iletken ayarlanabilir lazerler ve ayarlanabilir fiber lazerler.
Yarı iletken lazeroptik iletişim sisteminde küçük boyut, hafiflik, yüksek dönüşüm verimliliği, güç tasarrufu vb. özelliklere sahip önemli bir ışık kaynağıdır ve diğer cihazlarla tek çipli optoelektronik entegrasyonun elde edilmesi kolaydır. Ayarlanabilir dağıtılmış geri besleme lazeri, dağıtılmış Bragg ayna lazeri, mikromotor sistemi dikey boşluk yüzey yayan lazer ve harici boşluk yarı iletken lazer olarak ayrılabilir.
Ayarlanabilir fiber lazerin bir kazanç ortamı olarak geliştirilmesi ve yarı iletken lazer diyotunun bir pompa kaynağı olarak geliştirilmesi, fiber lazerlerin geliştirilmesini büyük ölçüde desteklemiştir. Ayarlanabilir lazer, katkılı fiberin 80 nm kazanç bant genişliğine dayanır ve filtre elemanı, lazer dalga boyunu kontrol etmek ve dalga boyu ayarını gerçekleştirmek için döngüye eklenir.
Ayarlanabilir yarı iletken lazerin geliştirilmesi dünyada çok aktiftir ve ilerleme de çok hızlıdır. Ayarlanabilir lazerler maliyet ve performans açısından sabit dalga boylu lazerlere giderek yaklaştıkça, iletişim sistemlerinde kaçınılmaz olarak daha fazla kullanılacak ve gelecekteki tüm optik ağlarda önemli bir rol oynayacaktır.

Gelişim beklentisi
Genellikle çeşitli tek dalga boylu lazerler temelinde dalga boyu ayarlama mekanizmalarının daha da tanıtılmasıyla geliştirilen birçok ayarlanabilir lazer türü vardır ve bazı emtialar uluslararası pazara tedarik edilmiştir. Sürekli optik ayarlanabilir lazerlerin geliştirilmesine ek olarak, entegre diğer işlevlere sahip ayarlanabilir lazerler de bildirilmiştir, örneğin VCSEL'in tek bir çipi ve bir elektriksel emilim modülatörü ile entegre ayarlanabilir lazer ve bir örnek kafes Bragg reflektörü ve bir yarı iletken optik amplifikatör ve bir elektriksel emilim modülatörü ile entegre lazer.
Dalga boyu ayarlanabilir lazer yaygın olarak kullanıldığından, çeşitli yapıların ayarlanabilir lazeri farklı sistemlere uygulanabilir ve her birinin avantajları ve dezavantajları vardır. Dış boşluklu yarı iletken lazer, yüksek çıkış gücü ve sürekli ayarlanabilir dalga boyu nedeniyle hassas test cihazlarında geniş bantlı ayarlanabilir ışık kaynağı olarak kullanılabilir. Foton entegrasyonu ve gelecekteki tüm optik şebekeyi karşılama perspektifinden, örnek kafes DBR, üstyapılı kafes DBR ve modülatörler ve amplifikatörlerle entegre ayarlanabilir lazerler Z için umut verici ayarlanabilir ışık kaynakları olabilir.
Dış boşluklu fiber kafes ayarlanabilir lazer de basit yapıya, dar hat genişliğine ve kolay fiber bağlantısına sahip, gelecek vaat eden bir ışık kaynağı türüdür. EA modülatörü boşluğa entegre edilebilirse, yüksek hızlı ayarlanabilir optik soliton kaynağı olarak da kullanılabilir. Ayrıca, fiber lazerlere dayalı ayarlanabilir fiber lazerler son yıllarda önemli ilerlemeler kaydetmiştir. Ayarlanabilir lazerlerin optik iletişim ışık kaynaklarındaki performansının daha da iyileştirilmesi ve pazar payının giderek artması beklenebilir ve çok parlak uygulama beklentileri vardır.