Вузька лазерна технологія пропускної здатності Частина друга
У 1960 році першим у світі рубіновим лазером був твердий лазер, що характеризується енергією високої вихідної та ширшої довжини хвилі. Унікальна просторова структура твердотільного лазера робить його більш гнучким у проектуванні вузької вихідної ширини. В даний час основні методи, що впроваджуються, включають метод короткої порожнини, метод односторонньої кільцевої порожнини, стандартний метод внутрішньочеревності, метод порожнини порожнини маятника, об'ємний метод решітки Брегга та метод введення насіння.
На малюнку 7 показана структура декількох типових одноразових системних лазерів.
На малюнку 7 (а) показаний принцип робочого вибору єдиного поздовжнього режиму на основі стандарту FP-кайтеки, тобто вузького спектру передачі лінійки в стандарті використовується для збільшення втрати інших поздовжніх режимів, так що інші поздовжні режими фільтруються в режимі змагань у режимі через їх невеликий пропуск. Крім того, певний діапазон виводу настройки довжини хвилі можна отримати, контролюючи кут і температуру стандарту FP та змінюючи інтервал поздовжнього режиму. Рис. 7 (b) та (c) Показати непланарний кільцевий осцилятор (NPRO) та метод порожнини крутного маятника, що використовується для отримання єдиного виходу поздовжнього режиму. Принцип роботи полягає в тому, щоб промінь поширювався в одному напрямку в резонаторі, ефективно усуваючи нерівномірний просторовий розподіл кількості зворотних частинок у звичайній порожнині хвилі стоячи, і, таким чином, уникнути впливу ефекту спалювання просторового отвору для досягнення одного виводу поздовжнього режиму. Принцип вибору режиму масової масиви (VBG) аналогічний принципом напівпровідникових та волоконних вузьких лазерів, згаданих раніше, тобто, використовуючи VBG як елемент фільтру, заснований на його хорошій спектральній селективності та кутовому селективності, осцилятор генератора на конкретній довжині хвилі або смуги для досягнення ролі вибору тривалого режиму, як показано на малюнку 7 (D).
У той же час кілька методів вибору поздовжнього режиму можуть бути об'єднані відповідно до потреб для підвищення точності вибору поздовжнього режиму, ще більше звужують ширину лінії або збільшення інтенсивності конкуренції в режимі, вводячи нелінійну трансформацію частоти та інші засоби, і розширити вихідну довжину хвилі лазера, працюючи у вузькій ширині лінії, що важко зробити для того, щоб зробити важко робити для того, що важко зробити для того, щоб зробити важко робити для того, що важко зробити для того, щоб зробити важко для того, щоб зробити важко для того, щоб зробити важко для того, щоб зробити для того, щоб важко зробити для того, щоб зробити важко зробити для того, щоб зробити важко зробити для того, щоб важко зробити для того, щоб зробити це важко робитинапівпровідниковий лазеріволокно -лазери.
(4) лазер Brillouin
Лазер Brillouin заснований на стимульованому ефекті розсіювання Бріллоуїна (SBS) для отримання низького шуму, технології виводу вузької ширини лінії, її принцип - через фотон та внутрішню взаємодію акустичного поля для створення певного зсуву частотних фотонів Стокса і постійно посилюється в межах пропускної здатності посилення.
На малюнку 8 показана діаграма рівня перетворення SBS та основну структуру лазера Brillouin.
Через низьку частоту вібрації акустичного поля зсув частоти брилуїну матеріалу зазвичай становить лише 0,1-2 см-1, тому з 1064 нм лазером насоса, як генерована довжина хвилі, часто становить лише 1064,01 нм, але це також означає, що його квантова ефективність перетворення є надзвичайно високою (до 99,99% у теорії). In addition, because the Brillouin gain linewidth of the medium is usually only of the order of MHZ-ghz (the Brillouin gain linewidth of some solid media is only about 10 MHz), it is far less than the gain linewidth of the laser working substance of the order of 100 GHz, so, The Stokes excited in Brillouin laser can show obvious spectrum narrowing phenomenon after multiple amplification in the cavity, і ширина його вихідної лінії - на кілька порядків, що вужчі, ніж ширина лінії насоса. В даний час Brillouin Laser став дослідницькою гарячою точкою в полі Photonics, і було багато звітів про порядок HZ та Sub-HZ надзвичайно вузького виходу лінії.
В останні роки в галузі з'явилися пристрої Brillouin з хвилеводною структуроюМікрохвильова фотоніка, і швидко розвиваються в напрямку мініатюризації, високої інтеграції та більш високої роздільної здатності. Крім того, космічний лазер Brillouin на основі нових кристалічних матеріалів, таких як Diamond, також увійшов у бачення людей за останні два роки, його інноваційний прорив у силі структури хвилеводу та каскадне вузьке місце SBS, потужність лазерного брилуна до 10 Вт, що прокладає фундамент для розширення його застосування.
Загальний вузол
Завдяки безперервному дослідженні передових знань, вузькі лазери ширини ліній стали незамінним інструментом у наукових дослідженнях з їх чудовими показниками, наприклад, лазерним інтерферометром Ligo для виявлення гравітаційних хвиль, який використовує одночастотну вузьку ширину лінійлазерЗ довжиною хвилі 1064 нм як джерело насіння, а ширина ліній насіннєвого світла знаходиться в межах 5 кГц. Крім того, лазери вузької ширини з регульованою довжиною хвилі та жодним стрибком у режимі також демонструють чудовий потенціал додатків, особливо в когерентних комунікаціях, який може ідеально задовольнити потреби мультиплексування довжини хвилі (WDM) або мультиплексування частоти (FDM) для покоління довжини хвилі (або частоти), і, як очікується, стане основним пристроєм наступного покоління мобільної комунікації.
Надалі інновація лазерних матеріалів та технології переробки додатково сприятиме стисненню лазерної ширини ліній, покращення частотної стабільності, розширення діапазону довжин хвиль та поліпшення влади, прокладаючи шлях для дослідження людини невідомого світу.
Час посади: 29-2023 листопада