Karon, atong ipaila ang usa ka "monochromatic" nga laser sa grabe - pig-ot nga linewidth laser. Ang pagtunga niini nagpuno sa mga kal-ang sa daghang mga natad sa aplikasyon sa laser, ug sa bag-ohay nga mga tuig kaylap nga gigamit sa gravitational wave detection, liDAR, distributed sensing, high-speed coherent optical communication ug uban pang mga natad, nga usa ka "misyon" nga dili mahimo. nahuman lamang pinaagi sa pagpalambo sa gahum sa laser.
Unsa ang usa ka pig-ot nga linewidth laser?
Ang termino nga "lapad sa linya" nagtumong sa spectral line width sa laser sa frequency domain, nga kasagaran gi-quantified sa termino sa half-peak full width sa spectrum (FWHM). Ang linewidth nag-una nga apektado sa kusog nga radiation sa excited atoms o ion, phase kasaba, mekanikal nga vibration sa resonator, temperatura jitter ug uban pang mga eksternal nga mga butang. Ang gamay nga kantidad sa gilapdon sa linya, mas taas ang kaputli sa spectrum, nga mao, mas maayo ang monochromaticity sa laser. Ang mga laser nga adunay ingon nga mga kinaiya kasagaran adunay gamay kaayo nga hugna o frequency nga kasaba ug gamay ra kaayo nga kasaba sa kusog. Sa samang higayon, ang mas gamay nga linear gilapdon nga bili sa laser, ang mas lig-on sa katugbang nga pagkahiusa, nga gipakita ingon nga usa ka hilabihan ka taas nga pagkahiusa sa gitas-on.
Pagkaamgo ug paggamit sa pig-ot nga linewidth laser
Limitado sa kinaiyanhon nga ganansya nga linewidth sa nagtrabaho nga substansiya sa laser, halos imposible nga direktang makaamgo sa output sa pig-ot nga linewidth laser pinaagi sa pagsalig sa tradisyonal nga oscillator mismo. Aron maamgohan ang operasyon sa pig-ot nga linewidth laser, kasagaran gikinahanglan nga gamiton ang mga filter, grating ug uban pang mga himan aron limitahan o pilion ang longitudinal modulus sa gain spectrum, dugangan ang net gain nga kalainan tali sa longhitudinal mode, aron adunay usa ka pipila o bisan usa lamang ka longhitudinal mode oscillation sa laser resonator. Sa kini nga proseso, kanunay kinahanglan nga kontrolon ang impluwensya sa kasaba sa output sa laser, ug maminusan ang pagpalapad sa mga linya sa spectral tungod sa pagbag-o sa vibration ug temperatura sa gawas nga palibot; Sa samang higayon, kini mahimo usab nga inubanan sa pagtuki sa bahin o frequency kasaba spectral density sa pagsabot sa tinubdan sa kasaba ug optimize sa disenyo sa laser, aron sa pagkab-ot sa lig-on nga output sa pig-ot nga linewidth laser.
Atong tan-awon ang katumanan sa pig-ot nga linewidth nga operasyon sa daghang lainlaing mga kategorya sa mga laser.
Ang mga semiconductor laser adunay mga bentaha sa compact size, taas nga kahusayan, taas nga kinabuhi ug mga benepisyo sa ekonomiya.
Ang Fabry-Perot (FP) optical resonator nga gigamit sa tradisyonalmga laser nga semiconductorkasagaran oscillates sa multi-longhitudinal mode, ug ang output linya gilapdon mao ang medyo halapad, mao nga kini mao ang gikinahanglan aron sa pagdugang sa optical feedback aron sa pagkuha sa output sa pig-ot nga linya gilapdon.
Ang gipang-apod-apod nga feedback (DFB) ug Distributed Bragg reflection (DBR) maoy duha ka tipikal nga internal optical feedback semiconductor lasers. Tungod sa gamay nga grating pitch ug maayo nga wavelength selectivity, dali nga makab-ot ang lig-on nga single-frequency nga pig-ot nga linewidth nga output. Ang nag-unang kalainan tali sa duha ka mga istruktura mao ang posisyon sa grating: ang DFB nga istruktura kasagaran nag-apod-apod sa periodic nga istruktura sa Bragg grating sa tibuok resonator, ug ang resonator sa DBR kasagaran gilangkuban sa reflection grating structure ug ang gain region nga gisagol sa ang katapusan nga nawong. Dugang pa, ang DFB lasers naggamit sa mga embedded grating nga adunay ubos nga refractive index contrast ug ubos nga reflectivity. Ang mga laser sa DBR naggamit sa mga grating sa nawong nga adunay taas nga pagtandi sa indeks sa refractive ug taas nga pagpabanaag. Ang duha ka istruktura adunay dako nga libre nga spectral range ug makahimo sa wavelength tuning nga walay mode jump sa range sa pipila ka nanometer, diin ang DBR laser adunay mas lapad nga tuning range kaysa saDFB laser. Dugang pa, ang eksternal nga lungag sa optical feedback nga teknolohiya, nga naggamit sa external optical nga mga elemento sa feedback sa outgoing light sa semiconductor laser chip ug pagpili sa frequency, mahimo usab nga makaamgo sa pig-ot nga linewidth nga operasyon sa semiconductor laser.
(2) Fiber laser
Ang fiber lasers adunay taas nga pump conversion efficiency, maayo nga beam nga kalidad ug taas nga coupling efficiency, nga mao ang init nga research nga mga hilisgutan sa laser field. Sa konteksto sa edad sa kasayuran, ang mga fiber laser adunay maayo nga pagkaangay sa karon nga mga sistema sa komunikasyon sa optical fiber sa merkado. Ang single-frequency fiber laser nga adunay mga bentaha sa pig-ot nga gilapdon sa linya, ubos nga kasaba ug maayo nga pagkahiusa nahimong usa sa importante nga direksyon sa pag-uswag niini.
Ang single longhitudinal mode nga operasyon mao ang kinauyokan sa fiber laser aron makab-ot ang pig-ot nga line-width nga output, kasagaran sumala sa istruktura sa resonator sa single frequency fiber laser mahimong bahinon ngadto sa DFB type, DBR type ug ring type. Lakip kanila, ang prinsipyo sa pagtrabaho sa DFB ug DBR single-frequency fiber lasers susama sa DFB ug DBR semiconductor lasers.
Ingon sa gipakita sa Figure 1, DFB fiber laser mao ang pagsulat-apod-apod Bragg grating ngadto sa lanot. Tungod kay ang working wavelength sa oscillator apektado sa fiber period, ang longhitudinal mode mahimong mapili pinaagi sa gipang-apod-apod nga feedback sa grating. Ang laser resonator sa DBR laser kasagaran naporma sa usa ka parisan sa fiber Bragg gratings, ug ang single longhitudinal mode kasagarang gipili sa pig-ot nga banda ug ubos nga reflectivity fiber Bragg gratings. Bisan pa, tungod sa taas nga resonator, komplikado nga istruktura ug kakulang sa epektibo nga mekanismo sa diskriminasyon sa frequency, ang pormag-singsing nga lungag dali nga mag-mode hopping, ug lisud ang pagtrabaho nga lig-on sa kanunay nga longhitudinal mode sa dugay nga panahon.
Figure 1, Duha ka tipikal nga linear nga istruktura sa usa ka frequencyfiber lasers
Oras sa pag-post: Nob-27-2023