Unsa ang usa ka narrow linewidth laser?

Unsa ang usa kanipis nga gilapdon sa linya nga laser?

Laser nga pig-ot ang gilapdon sa linya, Ang termino nga "lapad sa linya" nagtumong sa gilapdon sa linya sa spectral salasersa frequency domain, nga kasagaran gi-quantify gamit ang half-peak full width sa spectrum (FWHM). Ang linewidth kasagaran maapektuhan sa spontaneous radiation sa excited atoms o ions, phase noise, mechanical vibration sa resonator, temperature jitter ug uban pang external factors. Kon mas gamay ang value sa line width, mas taas ang purity sa spectrum, buot ipasabot, mas maayo ang monochromaticity sa laser. Ang mga laser nga adunay ingon nga mga kinaiya kasagaran adunay gamay ra kaayo nga phase o frequency noise ug gamay ra kaayo nga relative intensity noise. Sa samang higayon, kon mas gamay ang linear width value sa laser, mas kusog ang katugbang nga coherence, nga makita isip taas kaayo nga coherence length.

Pagpatuman ug paggamit sa narrow linewidth laser

Limitado sa kinaiyanhong gain linewidth sa nagtrabaho nga substansiya sa laser, halos imposible nga direktang makuha ang output sa pig-ot nga linewidth laser pinaagi sa pagsalig sa tradisyonal nga oscillator mismo. Aron matuman ang operasyon sa pig-ot nga linewidth laser, kasagaran gikinahanglan ang paggamit og mga filter, grating ug uban pang mga aparato aron limitahan o mapili ang longitudinal modulus sa gain spectrum, dugangan ang net gain difference tali sa longitudinal modes, aron adunay pipila o bisan usa ra ka longitudinal mode oscillation sa laser resonator. Niini nga proseso, kanunay nga gikinahanglan nga kontrolon ang impluwensya sa kasaba sa output sa laser, ug pakunhuran ang pagpalapad sa mga spectral lines nga gipahinabo sa pag-vibrate ug pagbag-o sa temperatura sa gawas nga palibot; Sa parehas nga oras, mahimo usab kini nga iuban sa pag-analisar sa phase o frequency noise spectral density aron masabtan ang gigikanan sa kasaba ug ma-optimize ang disenyo sa laser, aron makab-ot ang lig-on nga output sa pig-ot nga linewidth laser.

Atong tan-awon ang pagkaamgo sa operasyon sa narrow linewidth sa daghang lain-laing mga kategoriya sa mga laser.

(1)Laser nga semikonduktor

Ang mga semiconductor laser adunay mga bentaha sa compact size, taas nga efficiency, taas nga kinabuhi ug mga benepisyo sa ekonomiya.

Ang Fabry-Perot (FP) optical resonator nga gigamit sa tradisyonal ngamga laser nga semiconductorKasagaran kini mo-oscillate sa multi-longitudinal mode, ug ang gilapdon sa output line medyo lapad, busa kinahanglan nga dugangan ang optical feedback aron makuha ang output sa pig-ot nga gilapdon sa linya.

Ang distributed feedback (DFB Laser) ug Distributed Bragg reflection (DBR) duha ka tipikal nga internal optical feedback semiconductor lasers. Tungod sa gamay nga grating pitch ug maayong wavelength selectivity, dali ra makab-ot ang stable nga single-frequency narrow linewidth output. Ang pangunang kalainan tali sa duha ka istruktura mao ang posisyon sa grating: ang istruktura sa DFB Laser kasagarang nag-apod-apod sa periodic structure sa Bragg grating sa tibuok resonator, ug ang resonator sa DBR kasagarang gilangkoban sa reflection grating structure ug sa gain region nga gi-integrate sa end surface. Dugang pa, ang mga DFB laser naggamit og embedded gratings nga adunay ubos nga refractive index contrast ug ubos nga reflectivity. Ang mga DBR laser naggamit og surface gratings nga adunay taas nga refractive index contrast ug taas nga reflectivity. Ang duha ka istruktura adunay dako nga free spectral range ug makahimo og wavelength tuning nga walay mode jump sa range nga pipila ka nanometer, diin ang DBR laser adunay mas lapad nga tuning range kaysa saLaser sa DFBDugang pa, ang external cavity optical feedback technology, nga naggamit og external optical elements aron i-feedback ang mogawas nga kahayag sa semiconductor laser chip ug pilion ang frequency, mahimo usab nga makatuman sa narrow linewidth operation sa semiconductor laser.

(2) Mga fiber laser

Ang mga fiber laser adunay taas nga pump conversion efficiency, maayong beam quality ug taas nga coupling efficiency, nga mao ang init nga mga hilisgutan sa panukiduki sa natad sa laser. Sa konteksto sa panahon sa impormasyon, ang mga fiber laser adunay maayong pagkaangay sa kasamtangang 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 maayong coherence nahimong usa sa mga importanteng direksyon sa pag-uswag niini.

Ang single longitudinal mode operation mao ang kinauyokan sa fiber laser aron makab-ot ang pig-ot nga line-width output, kasagaran sumala sa istruktura sa resonator, ang single frequency fiber laser mahimong bahinon sa DFB type, DBR type ug ring type. Lakip niini, ang prinsipyo sa pagtrabaho sa DFB Laser ug DBR single-frequency fiber lasers parehas sa DFB ug DBR semiconductor lasers.

(3)Solidong estado nga laser

Niadtong 1960, ang unang ruby ​​laser sa kalibutan usa ka solid-state laser, nga gihulagway sa taas nga output energy ug mas lapad nga wavelength coverage. Ang talagsaon nga spatial structure sa solid-state laser naghimo niini nga mas flexible sa pagdesinyo sa narrow linewidth output. Sa pagkakaron, ang mga nag-unang pamaagi nga gipatuman naglakip sa short cavity method, one-way ring cavity method, intracavity standard method, torsion pendulum mode cavity method, volume Bragg grating method ug seed injection method.