Dar Çizgi Genişlikli Lazer Teknolojisi İkinci Bölüm
1960 yılında dünyanın ilk yakut lazeri, yüksek çıkış enerjisi ve daha geniş dalga boyu kapsamı ile karakterize edilen katı hal lazeriydi. Katı hal lazerinin benzersiz uzamsal yapısı, onu dar hat genişlikli çıktı tasarımında daha esnek hale getirir. Şu anda uygulanan ana yöntemler arasında kısa boşluk yöntemi, tek yönlü halka boşluğu yöntemi, boşluk içi standart yöntem, burulma sarkaç modu boşluk yöntemi, hacim Bragg ızgara yöntemi ve tohum enjeksiyon yöntemi yer almaktadır.
Şekil 7, birkaç tipik tek boylamasına modlu katı hal lazerin yapısını göstermektedir.
Şekil 7(a), boşluk içi FP standardına dayalı tek boylamsal mod seçiminin çalışma prensibini göstermektedir; yani standardın dar hat genişliği iletim spektrumu, diğer boylamsal modların kaybını arttırmak için kullanılır, böylece diğer boylamsal modlar da kullanılabilir. Tek uzunlamasına mod işlemini gerçekleştirmek için, küçük geçirgenliklerinden dolayı mod rekabet sürecinde filtrelenir. Ek olarak, FP standardının Açısını ve sıcaklığını kontrol ederek ve boylamsal mod aralığını değiştirerek belirli bir dalga boyu ayarlama çıkışı aralığı elde edilebilir. İNCİR. Şekil 7(b) ve (c), tek bir uzunlamasına mod çıkışı elde etmek için kullanılan düzlemsel olmayan halka osilatörünü (NPRO) ve burulma sarkaç modu boşluk yöntemini göstermektedir. Çalışma prensibi, ışının rezonatörde tek bir yönde yayılmasını sağlamak, sıradan duran dalga boşluğundaki ters parçacıkların sayısının eşit olmayan uzaysal dağılımını etkili bir şekilde ortadan kaldırmak ve böylece uzaysal delik yanma etkisinin etkisinden kaçınmaktır. tek uzunlamasına mod çıkışı. Toplu Bragg ızgara (VBG) modu seçiminin ilkesi, daha önce bahsedilen yarı iletken ve fiber dar hat genişlikli lazerlerinkine benzer; yani, iyi spektral seçiciliği ve Açı seçiciliği olan osilatöre dayalı olarak VBG'yi bir filtre elemanı olarak kullanır. Şekil 7(d)'de gösterildiği gibi uzunlamasına mod seçimi rolünü gerçekleştirmek için belirli bir dalga boyunda veya bantta salınır.
Aynı zamanda, uzunlamasına mod seçim doğruluğunu geliştirmek, hat genişliğini daha da daraltmak veya doğrusal olmayan frekans dönüşümü ve diğer araçları ekleyerek mod rekabet yoğunluğunu arttırmak ve çıkış dalga boyunu genişletmek için ihtiyaçlara göre çeşitli uzunlamasına mod seçim yöntemleri birleştirilebilir. lazer dar bir çizgi genişliğinde çalışırken, bunu yapmak zorduryarı iletken lazerVefiber lazerler.
(4) Brillouin lazer
Brillouin lazeri, düşük gürültülü, dar hat genişliği çıkış teknolojisi elde etmek için uyarılmış Brillouin saçılımı (SBS) etkisine dayanmaktadır; prensibi, Stokes fotonlarının belirli bir frekans kaymasını üretmek için foton ve dahili akustik alan etkileşimi yoluyladır ve bant genişliği kazanın.
Şekil 8, SBS dönüşümünün seviye diyagramını ve Brillouin lazerinin temel yapısını göstermektedir.
Akustik alanın düşük titreşim frekansı nedeniyle, malzemenin Brillouin frekans kayması genellikle yalnızca 0,1-2 cm-1'dir, dolayısıyla pompa ışığı olarak 1064 nm lazer kullanıldığında, üretilen Stokes dalga boyu genellikle yalnızca 1064,01 nm civarındadır, ancak bu aynı zamanda kuantum dönüşüm verimliliğinin son derece yüksek olduğu anlamına da gelir (teoride %99,99'a kadar). Buna ek olarak, ortamın Brillouin kazanç hat genişliği genellikle sadece MHZ-ghz düzeyinde olduğundan (bazı katı ortamların Brillouin kazanç hat genişliği yalnızca 10 MHz civarındadır), lazer çalışma maddesinin kazanç hat genişliğinden çok daha azdır. 100 GHz mertebesinde olduğundan, Brillouin lazerinde uyarılan Stokes, boşluktaki çoklu amplifikasyondan sonra bariz spektrum daralması olgusunu gösterebilir ve çıkış hattı genişliği birkaç mertebesindedir. pompa hattı genişliğinden daha dardır. Şu anda Brillouin lazeri fotonik alanında bir araştırma merkezi haline geldi ve son derece dar hat genişliği çıktısının Hz ve alt Hz düzenine ilişkin birçok rapor var.
Son yıllarda dalga kılavuzu yapısına sahip Brillouin cihazları ortaya çıkmıştır.mikrodalga fotoniğiminyatürleştirme, yüksek entegrasyon ve daha yüksek çözünürlük yönünde hızla gelişmektedir. Ayrıca elmas gibi yeni kristal malzemelere dayanan uzayda koşan Brillouin lazeri de son iki yılda insanların vizyonuna girmiş, dalga kılavuzu yapısının gücünde yenilikçi atılımı ve kademeli SBS darboğazı, Brillouin lazerinin gücü 10 W büyüklüğe kadar, uygulamanın genişletilmesinin temelini atıyor.
Genel kavşak
En son bilgilerin sürekli araştırılmasıyla, tek frekanslı dar çizgi genişliği kullanan yerçekimsel dalga tespiti için lazer interferometre LIGO gibi dar çizgi genişlikli lazerler, mükemmel performanslarıyla bilimsel araştırmalarda vazgeçilmez bir araç haline geldi.lazerTohum kaynağı olarak 1064 nm dalga boyuna sahiptir ve tohum ışığının çizgi genişliği 5 kHz dahilindedir. Ek olarak, dalga boyu ayarlanabilir ve mod atlamasız dar genişlikli lazerler, özellikle tutarlı iletişimlerde, dalga boyu (veya frekans) için dalga boyu bölmeli çoğullama (WDM) veya frekans bölmeli çoğullama (FDM) ihtiyaçlarını mükemmel şekilde karşılayabilen büyük uygulama potansiyeli gösterir. ) ayarlanabilirlik ve yeni nesil mobil iletişim teknolojisinin temel cihazı olması bekleniyor.
Gelecekte, lazer malzemeleri ve işleme teknolojisindeki yenilikler, lazer çizgi genişliğinin sıkıştırılmasını, frekans kararlılığının iyileştirilmesini, dalga boyu aralığının genişletilmesini ve gücün iyileştirilmesini daha da teşvik edecek ve insanlığın bilinmeyen dünyayı keşfetmesinin önünü açacaktır.
Gönderim zamanı: Kasım-29-2023