Основний технічний шлях настроюваних лазерів з вузькою шириною лінії

Основний технічний маршрутлазери з вузькою шириною лінії, що налаштовуються

Основні технічні маршрути настроюваноголазери з вузькою шириною лініїіз зовнішніми резонаторами напівпровідників

Лазери з вузькою шириною лінії, що налаштовуються, є основою для широкого застосування в таких галузях, як атомна фізика, спектроскопія, квантова інформація, когерентний зв'язок, дистанційне зондування та точні вимірювання. У цих галузях простіші, дешевші лазери з вужчою шириною лінії та ширшим діапазоном налаштування продовжуватимуть стимулювати нові застосування цієї технології.

Протягом останніх 50 років історіяналаштовуване джерело світлаTLS-лазер значною мірою відображає розвиток лазерних технологій. Початкові лазери на барвниках були замінені діодними лазерами із зовнішнім резонатором (ECDL), тоді як потужні системи переважають налаштовувані твердотільні лазери (такі як титан-сапфірові лазери) або частотно-перетворені Nd:YAG лазери з використанням оптичних параметричних генераторів (OPO). Діодні лазери без стабільних зовнішніх резонаторів заповнили недорогий та низькопродуктивний ринок комерційними DFB-лазерами та DBR-діодами з шириною лінії до 500 кГц. Нещодавно волоконні лазери та волоконні лазери зі змінною частотою почали замінювати багато твердотільних систем з різними конструкціями, пропонуючи вищу потужність та більшу настроюваність або вужчу ширину лінії. Сьогодні поява частотних гребенів дозволяє досягати лазерів зі стабілізацією частоти на будь-якій довжині хвилі, зберігаючи при цьому відмінну стабільність та точність. Однак, незважаючи на це, зовнішній резонатор...напівпровідниковий лазердосі зберігає свій статус широко використовуваного джерела світла в багатьох лабораторіях завдяки своїй простоті, багатофункціональності, гідній продуктивності та дуже низькій вартості.

Наразі вузькосмугові лазери з зовнішнім резонатором та напівпровідниками широко застосовуються в:

Лазерне охолодження та захоплення

Конденсація Бозе-Ейнштейна

Квантова оптика: Стиснене світло

Електромагнітне прозоре та повільне світло

Стандарти часу та частоти

Лазерна спектроскопія

Настроювані лазери з вузькою шириною лінії зазвичай складаються з контролера, лазерного діода та модуля вибору частоти. Наприклад, решітки, що використовуються для вибору та налаштування частоти лазера, або фільтри на основі структури котячого ока тощо. Важливими характеристиками настроюваних лазерів з вузькою шириною лінії із зовнішніми напівпровідниками резонатора є вузька ширина лазерної лінії, низький дрейф частоти та широкий діапазон налаштування тощо. Ці видатні характеристики залежать від надзвичайно чудової схеми керування лазером, загальної механічної стабільності лазера та принципу вибору частоти. Для досягнення вищої стабільності частоти лазера можна додати різні типи модулів синхронізації частоти лазера. Наприклад, використовуючи технологію стабілізації частоти PDH для синхронізації довжини хвилі лазера на оптичному надстабільному резонаторі, ширину лінії лазера можна звузити до рівня 1 Гц, а стабільність частоти може досягати < 3× 10-15 за 1 с.