Dar Çizgi Genişliğinde Lazer Teknolojisi İkinci Bölüm
1960 yılında, dünyanın ilk yakut lazeri, yüksek çıkış enerjisi ve daha geniş dalga boyu kapsamı ile karakterize edilen bir katı hal lazeriydi. Katı hal lazerinin benzersiz mekansal yapısı, dar hat genişliği çıkışlarının tasarımında daha esnek olmasını sağlar. Günümüzde uygulanan başlıca yöntemler arasında kısa boşluk yöntemi, tek yönlü halka boşluk yöntemi, boşluk içi standart yöntem, burulma sarkaç modlu boşluk yöntemi, hacim Bragg ızgara yöntemi ve tohum enjeksiyon yöntemi bulunmaktadır.
Şekil 7, birkaç tipik tek-uzunlamasına modlu katı hal lazerinin yapısını göstermektedir.
Şekil 7(a), boşluk içi FP standardına dayalı tek uzunlamasına mod seçiminin çalışma prensibini göstermektedir. Yani, standardın dar hat genişliği iletim spektrumu, diğer uzunlamasına modların kaybını artırmak için kullanılır. Böylece, düşük geçirgenlikleri nedeniyle mod rekabeti sürecinde diğer uzunlamasına modlar filtrelenerek tek uzunlamasına mod çalışması elde edilir. Ayrıca, FP standardının Açısı ve sıcaklığı kontrol edilerek ve uzunlamasına mod aralığı değiştirilerek belirli bir dalga boyu ayar çıktısı aralığı elde edilebilir. Şekil 7(b) ve (c), tek uzunlamasına mod çıktısı elde etmek için kullanılan düzlemsel olmayan halka osilatörü (NPRO) ve burulma sarkaç modu boşluk yöntemini göstermektedir. Çalışma prensibi, ışının rezonatörde tek bir yönde yayılmasını sağlamak, sıradan duran dalga boşluğundaki ters parçacık sayısının düzensiz uzaysal dağılımını etkili bir şekilde ortadan kaldırmak ve böylece tek bir uzunlamasına mod çıkışı elde etmek için uzaysal delik yakma etkisinin etkisinden kaçınmaktır. Toplu Bragg ızgarası (VBG) mod seçimi prensibi, daha önce bahsedilen yarı iletken ve fiber dar hat genişliğine sahip lazerlerin prensibine benzer; yani, iyi spektral seçiciliği ve açı seçiciliğine dayanarak, VBG'yi filtre elemanı olarak kullanarak, osilatör, Şekil 7(d)'de gösterildiği gibi, uzunlamasına mod seçimi rolünü gerçekleştirmek için belirli bir dalga boyu veya bantta salınır.
Aynı zamanda, uzunlamasına mod seçimi doğruluğunu iyileştirmek, hat genişliğini daha da daraltmak veya doğrusal olmayan frekans dönüşümü ve diğer araçları tanıtarak mod rekabet yoğunluğunu artırmak ve dar bir hat genişliğinde çalışırken lazerin çıkış dalga boyunu genişletmek için ihtiyaçlara göre birkaç uzunlamasına mod seçimi yöntemi birleştirilebilir; bu, yapılması zordur.yarı iletken lazerVefiber lazerler.
(4) Brillouin lazeri
Brillouin lazeri, düşük gürültülü, dar hat genişliğine sahip çıkış teknolojisi elde etmek için uyarılmış Brillouin saçılması (SBS) etkisine dayanır, prensibi foton ve iç akustik alan etkileşimi yoluyla Stokes fotonlarının belirli bir frekans kaymasını üretmek ve kazanç bant genişliği içinde sürekli olarak yükseltilmesidir.
Şekil 8’de SBS dönüşümünün seviye diyagramı ve Brillouin lazerinin temel yapısı gösterilmektedir.
Akustik alanın düşük titreşim frekansı nedeniyle, malzemenin Brillouin frekans kayması genellikle yalnızca 0,1-2 cm-1'dir, bu nedenle pompa ışığı olarak 1064 nm lazerle üretilen Stokes dalga boyu genellikle yalnızca yaklaşık 1064,01 nm'dir, ancak bu aynı zamanda kuantum dönüşüm verimliliğinin son derece yüksek olduğu anlamına gelir (teoride %99,99'a kadar). Ek olarak, ortamın Brillouin kazanç çizgi genişliği genellikle yalnızca MHZ-ghz mertebesinde olduğundan (bazı katı ortamların Brillouin kazanç çizgi genişliği yalnızca yaklaşık 10 MHz'dir), 100 GHz mertebesindeki lazer çalışma maddesinin kazanç çizgi genişliğinden çok daha azdır, bu nedenle, Brillouin lazerinde uyarılan Stokes, boşlukta çoklu amplifikasyondan sonra belirgin spektrum daralması fenomeni gösterebilir ve çıkış çizgi genişliği, pompa çizgi genişliğinden birkaç büyüklük mertebesi daha dardır. Günümüzde Brillouin lazeri fotonik alanında önemli bir araştırma merkezi haline gelmiştir ve son derece dar hat genişliğine sahip çıktıların Hz ve Hz altı mertebeleri hakkında birçok rapor yayınlanmıştır.
Son yıllarda dalga kılavuzu yapısına sahip Brillouin cihazları tıp alanında ortaya çıkmıştır.mikrodalga fotonikve minyatürleştirme, yüksek entegrasyon ve daha yüksek çözünürlük yönünde hızla gelişiyor. Ayrıca, elmas gibi yeni kristal malzemelere dayanan uzayda çalışan Brillouin lazeri de son iki yılda insanların ilgi odağı haline geldi. Dalga kılavuzu yapısı ve kademeli SBS darboğazının gücündeki yenilikçi atılımı, Brillouin lazerinin gücünü 10 W'a çıkararak uygulama alanının genişletilmesinin temelini attı.
Genel kavşak
Sürekli olarak en son bilginin araştırılmasıyla, dar hat genişliğine sahip lazerler, tek frekanslı dar hat genişliği kullanan yerçekimi dalgası tespiti için lazer interferometresi LIGO gibi mükemmel performanslarıyla bilimsel araştırmalarda vazgeçilmez bir araç haline gelmiştir.lazerKaynak kaynağı olarak 1064 nm dalga boyuna sahip ve kaynak ışığının hat genişliği 5 kHz'in içindedir. Ayrıca, dalga boyu ayarlanabilir ve mod atlamasız dar genişlikteki lazerler, özellikle tutarlı iletişimlerde büyük uygulama potansiyeli göstermektedir. Bu lazerler, dalga boyu (veya frekans) ayarlanabilirliği için dalga boyu bölmeli çoğullama (WDM) veya frekans bölmeli çoğullama (FDM) ihtiyaçlarını mükemmel bir şekilde karşılayabilir ve gelecek nesil mobil iletişim teknolojisinin temel cihazı olması beklenmektedir.
Gelecekte, lazer malzemeleri ve işleme teknolojisindeki yenilikler, lazer hat genişliğinin sıkıştırılmasını, frekans kararlılığının iyileştirilmesini, dalga boyu aralığının genişletilmesini ve gücün iyileştirilmesini daha da teşvik edecek ve insanın bilinmeyen dünyayı keşfetmesinin önünü açacaktır.
Gönderim zamanı: 29-11-2023