Nedir?dar hat genişliği lazeri?
Dar hat genişliğine sahip lazer, “Hat genişliği” terimi, lazerin spektral hat genişliğini ifade eder.lazerfrekans alanında, genellikle spektrumun yarı tepe tam genişliği (FWHM) cinsinden niceliklendirilir. Çizgi genişliği esas olarak uyarılmış atomların veya iyonların kendiliğinden radyasyonundan, faz gürültüsünden, rezonatörün mekanik titreşiminden, sıcaklık titremesinden ve diğer dış faktörlerden etkilenir. Çizgi genişliğinin değeri ne kadar küçükse, spektrumun saflığı o kadar yüksek olur, yani lazerin monokromatikliği o kadar iyi olur. Bu tür özelliklere sahip lazerler genellikle çok az faz veya frekans gürültüsüne ve çok az göreli yoğunluk gürültüsüne sahiptir. Aynı zamanda, lazerin doğrusal genişlik değeri ne kadar küçükse, son derece uzun bir koherans uzunluğu olarak ortaya çıkan karşılık gelen koherans o kadar güçlüdür.
Dar hat genişliği lazerinin gerçekleştirilmesi ve uygulanması
Lazerin çalışma maddesinin doğal kazanç hat genişliğiyle sınırlı olması nedeniyle, dar hat genişliği lazerinin çıktısını geleneksel osilatörün kendisine güvenerek doğrudan gerçekleştirmek neredeyse imkansızdır. Dar hat genişliği lazerinin çalışmasını gerçekleştirmek için, genellikle kazanç spektrumunda uzunlamasına modülü sınırlamak veya seçmek, uzunlamasına modlar arasındaki net kazanç farkını artırmak için filtreler, kafes ve diğer cihazlar kullanmak gerekir, böylece lazer rezonatöründe birkaç veya hatta yalnızca bir uzunlamasına mod salınımı olur. Bu süreçte, genellikle gürültünün lazer çıktısı üzerindeki etkisini kontrol etmek ve dış ortamın titreşim ve sıcaklık değişimlerinden kaynaklanan spektral çizgilerin genişlemesini en aza indirmek gerekir; Aynı zamanda, gürültünün kaynağını anlamak ve lazerin tasarımını optimize etmek için faz veya frekans gürültü spektral yoğunluğunun analizi ile birleştirilebilir, böylece dar hat genişliği lazerinin kararlı çıktısı elde edilebilir.
Birkaç farklı kategorideki lazerlerin dar hat genişliğindeki operasyonlarının gerçekleştirilmesine bir göz atalım.
Yarı iletken lazerler kompakt boyut, yüksek verimlilik, uzun ömür ve ekonomiklik gibi avantajlara sahiptir.
Geleneksel optik rezonatörde kullanılan Fabry-Perot (FP) optik rezonatörüyarı iletken lazerlergenellikle çoklu-boylamsal modda salınır ve çıkış çizgi genişliği nispeten geniştir, bu nedenle dar çizgi genişliğinde çıkış elde etmek için optik geri beslemeyi artırmak gerekir.
Dağıtılmış geri besleme (DFB Lazer) ve Dağıtılmış Bragg yansıması (DBR), iki tipik dahili optik geri besleme yarı iletken lazerdir. Küçük kafes aralığı ve iyi dalga boyu seçiciliği sayesinde, kararlı tek frekanslı dar hat genişliği çıkışı elde etmek kolaydır. İki yapı arasındaki temel fark, kafesin konumudur: DFB Lazer yapısı genellikle Bragg kafesinin periyodik yapısını rezonatör boyunca dağıtır ve DBR'nin rezonatörü genellikle yansıma kafes yapısından ve uç yüzeye entegre edilmiş kazanç bölgesinden oluşur. Ek olarak, DFB lazerler düşük kırılma indisi kontrastı ve düşük yansıtıcılık ile gömülü kafesler kullanır. DBR lazerler yüksek kırılma indisi kontrastı ve yüksek yansıtıcılık ile yüzey kafesleri kullanır. Her iki yapı da geniş bir serbest spektral aralığa sahiptir ve birkaç nanometre aralığında mod atlaması olmadan dalga boyu ayarlaması yapabilir, burada DBR lazeri,DFB lazerAyrıca, yarı iletken lazer çipinin giden ışığını geri beslemek ve frekansı seçmek için harici optik elemanlar kullanan harici boşluk optik geri bildirim teknolojisi, yarı iletken lazerin dar hat genişliği işlemini de gerçekleştirebilir.
(2) Fiber lazerler
Fiber lazerler, lazer alanındaki sıcak araştırma konuları olan yüksek pompa dönüşüm verimliliğine, iyi ışın kalitesine ve yüksek kuplaj verimliliğine sahiptir. Bilgi çağı bağlamında, fiber lazerler piyasadaki mevcut optik fiber iletişim sistemleriyle iyi uyumluluğa sahiptir. Dar hat genişliği, düşük gürültü ve iyi tutarlılık avantajlarına sahip tek frekanslı fiber lazer, gelişiminin önemli yönlerinden biri haline gelmiştir.
Tek uzunlamasına mod çalışması, dar hat genişliği çıkışı elde etmek için fiber lazerin çekirdeğidir, genellikle tek frekanslı fiber lazerin rezonatörünün yapısına göre DFB tipi, DBR tipi ve halka tipi olarak ayrılabilir. Bunlar arasında, DFB Lazer ve DBR tek frekanslı fiber lazerlerin çalışma prensibi, DFB ve DBR yarı iletken lazerlerin çalışma prensibine benzerdir.
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 mekansal yapısı, dar hat genişliği çıkışının tasarımında onu daha esnek hale getirir. Şu anda uygulanan ana yöntemler arasında kısa boşluk yöntemi, tek yönlü halka boşluk yöntemi, boşluk içi standart yöntem, burulma sarkaç modu boşluk yöntemi, hacim Bragg ızgara yöntemi ve tohum enjeksiyon yöntemi yer almaktadır.
Gönderi zamanı: 03-Haz-2025