Розробка та стан ринку регульованої лазерної частини друга

Розробка та стан ринку регульованого лазера (частина друга)

Принцип роботирегульований лазер

Існує приблизно три принципи для досягнення лазерної настройки довжини хвилі. НайбільшеНалаштовані лазериВикористовуйте робочі речовини з широкими флуоресцентними лініями. Резонатори, що складають лазер, мають дуже низькі втрати лише в дуже вузькому діапазоні довжин хвилі. Тому перше - змінити довжину хвилі лазера, змінивши довжину хвилі, що відповідає області низьких втрат резонатора деякими елементами (наприклад, решіткою). Друга полягає у зміні рівня енергії лазерного переходу, змінюючи деякі зовнішні параметри (наприклад, магнітне поле, температура тощо). Третій - це використання нелінійних ефектів для досягнення перетворення довжини хвилі та настройки (див. Нелінійну оптику, стимульоване розсіювання Рамана, оптична частота, оптичні параметричні коливання). Типовими лазерами, що належать до першого режиму настройки, є лазери барвників, хризоберільні лазери, кольорові центральні лазери, налаштовані газові лазери високого тиску та регульовані ексимерні лазери.

Налаштований лазер з точки зору технології реалізації в основному поділяється на: технологію управління струмом, технологія управління температурою та технологія механічного управління.
Серед них технологія електронного управління полягає у досягненні настройки довжини хвилі шляхом зміни струму вприскування, зі швидкістю настройки на рівні NS, широкою пропускною здатністю настройки, але невеликою вихідною живленням, заснованим на електронній технології управління, головним чином SG-DBR (відбірка, що має решітку DBR) та GCSR-лазер (допоміжне роздуми спрямованого зчеплення назад). Технологія контролю температури змінює вихідну довжину хвилі лазера, змінюючи показник заломлення лазерної активної області. Технологія проста, але повільна, і її можна регулювати з вузькою шириною смуги лише декількох нм. Основні з них, засновані на технології контролю температуриDFB лазер(розподілений зворотний зв'язок) та лазер DBR (розподілене відбиття Брегга). Механічний контроль в основному заснований на технології MEMS (мікроелектромеханічна система) для завершення вибору довжини хвилі, з великою регульованою пропускною здатністю, високою потужністю виходу. Основними структурами на основі технології механічного управління є DFB (розподілений зворотний зв'язок), ECL (зовнішня порожнина лазер) та VCSEL (вертикальна порожнина, що випромінює лазер). Далі пояснюється з цих аспектів принципу регульованих лазерів.

Застосування оптичної комунікації

Налаштований лазер-це ключовий оптоелектронний пристрій у новому поколінні щільної системи мультиплексування довжини довжини хвилі та обміну фотонами в всеоптичній мережі. Її застосування значно збільшує ємність, гнучкість та масштабованість системи передачі оптичних волокон та реалізували безперервне або квазі-безперервне настройування в широкому діапазоні довжин хвиль.
Компанії та науково -дослідні установи в усьому світі активно сприяють дослідженню та розробці регульованих лазерів, і в цій галузі постійно здійснюється новий прогрес. Продуктивність регульованих лазерів постійно вдосконалюється, а вартість постійно знижується. В даний час регульовані лазери в основному поділяються на дві категорії: напівпровідникові лазери та регульовані волоконні лазери.
Напівпровідниковий лазерє важливим джерелом світла в оптичній системі зв'язку, яка має характеристики невеликого розміру, легкої ваги, високої ефективності перетворення, економії потужності тощо, і його легко досягти одноптоелектронної інтеграції з іншими пристроями. Його можна розділити на регульований розподілений зворотний зв'язок лазер, розподілений лазер з дзеркала Bragg, мікромоторна система вертикальної порожнини, що випромінює лазер та напівпровідник зовнішньої порожнини.
Розробка регульованого волоконного лазера як середовища посилення та розробка напівпровідникового лазерного діода як джерела насоса значно сприяла розвитку волоконних лазерів. Налаштований лазер заснований на пропускній здатності посилення 80 нм допедного волокна, і до петлі додається елемент фільтра для управління довжиною хвилі та реалізації настройки довжини хвилі.
Розвиток регульованого напівпровідникового лазера дуже активний у світі, і прогрес також дуже швидкий. Оскільки регульовані лазери поступово наближаються до лазерів з фіксованою довжиною хвилі з точки зору витрат та продуктивності, вони неминуче використовуватимуться в системах комунікацій та відіграватимуть важливу роль у майбутніх всеоптичних мережах.

Перспектива розвитку
Існує багато типів регульованих лазерів, які, як правило, розробляються шляхом подальшого впровадження механізмів настройки довжини хвилі на основі різних однохвильових лазерів, а деякі товари були поставлені на ринок на міжнародному рівні. На додаток до розробки безперервних оптичних регульованих лазерів, також повідомлялося про налаштовані лазери з інтегрованими іншими функціями, наприклад, вбудованим лазером, інтегрованим з єдиним чіпом VCSEL та електричним модулятором засвоюється, та лазером, інтегрованим із відбивачем, що проживає зразок, та семінонським оптичним підсилювачем та модулятором електрики.
Оскільки лазер, що регулюється довжиною хвилі, широко використовується, регульований лазер різних конструкцій може бути застосований до різних систем, і кожен має переваги та недоліки. Зовнішній напівпровідниковий лазер може використовуватися як широкосмугове налаштоване джерело світла в точних випробувальних інструментах через його високу вихідну потужність та безперервну регульовану довжину хвилі. З точки зору інтеграції фотонів та зустрічі з майбутньою всю оптичною мережею, вибірки DBR, надбудова DBR та регульовані лазери, інтегровані з модуляторами та підсилювачами, можуть бути перспективними налаштованими джерелами світла для Z.
Налаштований лазер з волокна з зовнішньою порожниною також є перспективним видом джерела світла, який має просту структуру, вузьку ширину лінії та легке зчеплення волокон. Якщо модулятор EA може бути інтегрований у порожнину, він також може бути використаний як високошвидкісний оптичний джерело солітону. Крім того, регульовані волоконні лазери на основі волоконних лазерів досягли значного прогресу в останні роки. Можна очікувати, що продуктивність регульованих лазерів у джерелах оптичних комунікацій буде ще більше вдосконалюватися, а частка ринку поступово зростатиме з дуже яскравими перспективами застосування.