Розробка та ринковий статус регульованого лазера Частина друга

Розробка та ринковий статус регульованого лазера (Частина друга)

Принцип роботирегульований лазер

Існує приблизно три принципи налаштування довжини хвилі лазера. більшістьрегульовані лазеривикористовувати робочі речовини з широкими люмінесцентними лініями. Резонатори, з яких складається лазер, мають дуже низькі втрати лише у дуже вузькому діапазоні довжин хвиль. Отже, перший полягає у зміні довжини хвилі лазера шляхом зміни довжини хвилі, що відповідає області низьких втрат резонатора, деякими елементами (наприклад, решіткою). Другий — зсув рівня енергії лазерного переходу шляхом зміни деяких зовнішніх параметрів (таких як магнітне поле, температура тощо). По-третє, це використання нелінійних ефектів для досягнення перетворення та налаштування довжини хвилі (див. нелінійна оптика, вимушене комбінаційне розсіювання, оптичне подвоєння частоти, оптичні параметричні коливання). Типовими лазерами, що належать до першого режиму налаштування, є лазери на барвниках, хризоберилові лазери, лазери центрів забарвлення, регульовані газові лазери високого тиску та регульовані ексимерні лазери.

Регульований лазер з точки зору технології реалізації в основному поділяється на: технологію контролю струму, технологію контролю температури та технологію механічного керування.
Серед них технологія електронного керування полягає в досягненні налаштування довжини хвилі шляхом зміни інжекційного струму, зі швидкістю налаштування рівня NS, широкою смугою налаштування, але малою вихідною потужністю, заснованою на технології електронного керування, головним чином SG-DBR (відбірна решітка DBR) та Лазер GCSR (допоміжна решітка спрямованого зв'язку відображення зворотної дискретизації) . Технологія контролю температури змінює довжину хвилі випромінювання лазера шляхом зміни показника заломлення активної області лазера. Технологія проста, але повільна, і її можна налаштувати за допомогою вузької ширини смуги лише в кілька нм. Основні з них, засновані на технології регулювання температуриDFB лазер(розподілений зворотний зв'язок) і лазер DBR (розподілене бреггівське відображення). Механічне керування в основному базується на технології MEMS (мікроелектромеханічна система) для завершення вибору довжини хвилі, з великою регульованою смугою пропускання та високою вихідною потужністю. Основними структурами, заснованими на технології механічного керування, є DFB (розподілений зворотний зв’язок), ECL (лазер із зовнішнім резонатором) і VCSEL (лазер із вертикальним резонатором, що випромінює поверхню). Наступне пояснюється з цих аспектів принципу регульованих лазерів.

Програма оптичного зв'язку

Регульований лазер є ключовим оптико-електронним пристроєм у системі мультиплексування зі щільним розподілом по довжині хвилі нового покоління та обміну фотонами в повністю оптичній мережі. Його застосування значно збільшує пропускну здатність, гнучкість і масштабованість волоконно-оптичної системи передачі, а також реалізує безперервне або квазібезперервне налаштування в широкому діапазоні довжин хвиль.
Компанії та дослідницькі установи в усьому світі активно сприяють дослідженням і розробкам регульованих лазерів, і в цій галузі постійно досягаються нові досягнення. Продуктивність регульованих лазерів постійно вдосконалюється, а вартість постійно знижується. В даний час регульовані лазери в основному поділяються на дві категорії: напівпровідникові регульовані 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, енергозбереження тощо, і легко досягти однокристальної оптоелектронної інтеграції з іншими пристроями. Його можна розділити на регульований лазер із розподіленим зворотним зв’язком, розподілений бреггівський дзеркальний лазер, лазер з вертикальним випромінюванням поверхні мікромоторної системи та напівпровідниковий лазер із зовнішнім резонатором.
Розробка регульованого волоконного лазера як середовища посилення та розробки напівпровідникового лазерного діода як джерела накачування значною мірою сприяла розвитку волоконних лазерів. Регульований лазер базується на 80-нм смузі посилення легованого волокна, а фільтруючий елемент додається до петлі для контролю довжини хвилі лазерного випромінювання та здійснення налаштування довжини хвилі.
Розробка регульованих напівпровідникових лазерів у світі дуже активна, і прогрес також дуже швидкий. Оскільки регульовані лазери поступово наближаються до лазерів з фіксованою довжиною хвилі з точки зору вартості та продуктивності, вони неминуче будуть використовуватися все більше і більше в системах зв’язку та відіграватимуть важливу роль у майбутніх повністю оптичних мережах.

Перспектива розвитку
Існує багато типів регульованих лазерів, які зазвичай розробляються шляхом подальшого впровадження механізмів налаштування довжини хвилі на основі різних однохвильових лазерів, і деякі товари постачаються на міжнародний ринок. На додаток до розробки безперервних оптичних регульованих лазерів також повідомлялося про регульовані лазери з інтегрованими іншими функціями, такими як регульований лазер, інтегрований з одним чіпом VCSEL і модулятором електричного поглинання, а також лазер, інтегрований з рефлектором Брегга з ґраткою зразка. напівпровідниковий оптичний підсилювач і модулятор електричного поглинання.
Оскільки регульований за довжиною хвилі лазер широко використовується, регульований лазер різних структур може бути застосований до різних систем, і кожен має переваги та недоліки. Напівпровідниковий лазер із зовнішнім резонатором можна використовувати як широкосмугове регульоване джерело світла в точних випробувальних приладах завдяки його високій вихідній потужності та безперервній регульованій довжині хвилі. З точки зору інтеграції фотонів і зустрічі з майбутньою повністю оптичною мережею, регульовані джерела світла для Z можуть бути багатообіцяючими регульованими джерелами світла для Z.
Волоконно-гратовий регульований лазер із зовнішнім резонатором також є перспективним видом джерела світла, який має просту структуру, вузьку ширину лінії та легке сполучення волокна. Якщо модулятор EA можна інтегрувати в резонатор, його також можна використовувати як високошвидкісне регульоване джерело оптичних солітонів. Крім того, за останні роки значного прогресу досягли регульовані волоконні лазери на основі волоконних лазерів. Можна очікувати, що продуктивність перестроюваних лазерів у джерелах світла для оптичного зв’язку буде покращена, а частка ринку поступово зросте з дуже яскравими перспективами застосування.