Ayarlanabilir yarı iletken lazerin (Ayarlanabilir lazer) ayar prensibi

Ayarlama ilkesiAyarlanabilir 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, kafes yansıma spektrumunu, fazı ve dalga boyu ayarını elde etmek için diğer değişkenleri ayarlamak üzere termal ayarlama, elektriksel ayarlama ve mekanik ayarlama kullanır. Bu tür lazerin optik iletişim, spektroskopi, algılama, tıbbi ve diğer alanlarda geniş bir uygulama yelpazesi vardır. Şekil 1, bir lazerin temel bileşimini göstermektedir.ayarlanabilir lazer, ışık kazanım ünitesi, ön ve arka aynalardan oluşan FP boşluğu ve optik mod seçim filtre ünitesi dahil. Son olarak, yansıma boşluğunun uzunluğunu ayarlayarak, optik mod filtresi dalga boyu seçim çıkışına ulaşabilir.

Şekil 1

Ayarlama yöntemi ve türetilmesi

Ayarlanabilir ayar ilkesiyarı iletken lazerleresas olarak, çıkış lazer dalga boyunda sürekli veya ayrık değişiklikler elde etmek için lazer rezonatörünün fiziksel parametrelerini değiştirmeye bağlıdır. Bu parametreler, kırılma indisi, boşluk uzunluğu ve mod seçimini içerir, ancak bunlarla sınırlı değildir. Aşağıda birkaç yaygın ayarlama yöntemi ve ilkeleri 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 elde etmektir. 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 değiştirmek ve böylece dalga boyu ayarlamasını elde etmektir. Sıcaklıktaki değişiklikler malzemenin kırılma indisini ve fiziksel boyutunu etkiler.

3. Mekanik ayarlama Mekanik ayarlama, lazerin dış optik elemanlarının pozisyonunu veya açısını değiştirerek dalga boyu ayarlamasını elde etmektir. Yaygın mekanik ayarlama yöntemleri arasında kırınım ızgarasının açısını değiştirme ve aynanın pozisyonunu hareket ettirme bulunur.

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

Özetle, ayarlanabilir yarı iletken lazerin ayarlama prensibi esas olarak rezonatörün fiziksel parametrelerini değiştirerek dalga boyu ayarlamasını gerçekleştirir. Bu parametreler kırılma indisi, boşluk uzunluğu ve mod seçimini içerir. Belirli ayarlama yöntemleri arasında taşıyıcı enjeksiyon ayarlaması, termal ayarlama, mekanik ayarlama ve elektro-optik ayarlama bulunur. Her yöntemin kendine özgü fiziksel mekanizması ve matematiksel türevi vardır ve uygun ayarlama yönteminin seçimi ayarlama aralığı, ayarlama hızı, çözünürlük ve kararlılık gibi belirli uygulama gereksinimlerine göre dikkate alınmalıdır.