Ayarlanabilir yarı iletken lazerin (Ayarlanabilir lazer) ayar prensibi

Ayarlama prensibiAyarlanabilir yarı iletken lazer(Ayarlanabilir lazer)

Ayarlanabilir yarı iletken lazer, belirli bir aralıkta lazer çıkışının dalga boyunu sürekli olarak değiştirebilen bir lazer türüdür. Ayarlanabilir yarı iletken lazer, boşluk uzunluğunu, ızgara yansıma spektrumunu, fazı ve dalga boyu ayarını elde etmek için termal ayarlama, elektriksel ayarlama ve mekanik ayarlama kullanır. Bu tür lazerin optik iletişim, spektroskopi, algılama, tıp ve diğer alanlarda geniş bir uygulama yelpazesi vardır. Şekil 1, bir lazerin temel yapısını göstermektedir.ayarlanabilir lazerIşık kazanım ünitesi, ön ve arka aynalardan oluşan FP boşluğu ve optik mod seçim filtre ünitesi dahil. Son olarak, yansıma boşluğunun uzunluğu ayarlanarak optik mod filtresi dalga boyu seçim çıkışına ulaşabilir.

Şekil 1

Ayarlama yöntemi ve türetilmesi

Ayarlanabilir ayar ilkesiyarı iletken lazerlerTemel olarak, çıkış lazer dalga boyunda sürekli veya ayrık değişiklikler elde etmek için lazer rezonatörünün fiziksel parametrelerinin değiştirilmesine bağlıdır. Bu parametreler, kırılma indisi, boşluk uzunluğu ve mod seçimini içerir, ancak bunlarla sınırlı değildir. Aşağıda, yaygın olarak kullanılan bazı ayarlama yöntemleri ve prensipleri ayrıntılı olarak açıklanmaktadır:

1. Taşıyıcı enjeksiyon ayarı

Taşıyıcı enjeksiyon ayarı, yarı iletken lazerin aktif bölgesine enjekte edilen akımı değiştirerek malzemenin kırılma indisini değiştirmek ve böylece dalga boyu ayarını sağlamaktır. Akım arttığında, aktif bölgedeki taşıyıcı konsantrasyonu artar ve bu da kırılma indisinde bir değişikliğe neden olur ve bu da lazer dalga boyunu etkiler.

2. Termal ayarlama Termal ayarlama, lazerin çalışma sıcaklığını değiştirerek malzemenin kırılma indisini ve boşluk uzunluğunu değiştirerek dalga boyu ayarlamasını sağlamaktır. Sıcaklıktaki değişiklikler, malzemenin kırılma indisini ve fiziksel boyutunu etkiler.

3. Mekanik ayarlama Mekanik ayarlama, lazerin dış optik elemanlarının konumunu veya açısını değiştirerek dalga boyu ayarlaması elde etmektir. Yaygın mekanik ayarlama yöntemleri arasında kırınım ızgarasının açısını değiştirmek ve aynanın konumunu değiştirmek yer alır.

4 Elektro-optik ayar Elektro-optik ayar, bir yarı iletken malzemeye elektrik alanı uygulanarak malzemenin kırılma indisinin değiştirilmesiyle elde edilir ve böylece dalga boyu ayarı elde edilir. Bu yöntem genellikle şu durumlarda kullanılır:elektro-optik modülatörler (EOM) ve elektro-optik olarak ayarlanmış lazerler.

Özetle, ayarlanabilir yarı iletken lazerin ayar prensibi, dalga boyu ayarını esas olarak rezonatörün fiziksel parametrelerini değiştirerek gerçekleştirir. Bu parametreler kırılma indisi, boşluk uzunluğu ve mod seçimini içerir. Özel ayar yöntemleri arasında taşıyıcı enjeksiyonlu ayar, termal ayar, mekanik ayar ve elektro-optik ayar bulunur. Her yöntemin kendine özgü fiziksel mekanizması ve matematiksel türevi vardır ve uygun ayar yönteminin seçimi, ayar aralığı, ayar hızı, çözünürlük ve kararlılık gibi özel uygulama gereksinimlerine göre değerlendirilmelidir.