Princip podešavanja podesivog poluvodičkog lasera (podešljivog lasera)

Princip podešavanjaPodesivi poluvodički laser(Podesivi laser)

Podesivi poluvodički laser je vrsta lasera koja može kontinuirano mijenjati valnu duljinu laserskog izlaza u određenom rasponu. Podesivi poluvodički laser koristi toplinsko podešavanje, električno podešavanje i mehaničko podešavanje za podešavanje duljine šupljine, spektra refleksije rešetke, faze i drugih varijabli radi postizanja podešavanja valne duljine. Ova vrsta lasera ima širok raspon primjena u optičkoj komunikaciji, spektroskopiji, senzorima, medicini i drugim područjima. Slika 1 prikazuje osnovni sastavpodesivi laser, uključujući jedinicu za pojačanje svjetlosti, FP šupljinu sastavljenu od prednjeg i stražnjeg zrcala i jedinicu filtera za odabir optičkog moda. Konačno, podešavanjem duljine refleksijske šupljine, optički filter moda može dosegnuti izlaz odabira valne duljine.

SL. 1

Metoda podešavanja i njezino izvođenje

Princip podešavanja podesivnogpoluvodički laseriuglavnom ovisi o promjeni fizičkih parametara laserskog rezonatora kako bi se postigle kontinuirane ili diskretne promjene u izlaznoj valnoj duljini lasera. Ti parametri uključuju, ali nisu ograničeni na, indeks loma, duljinu šupljine i odabir moda. U nastavku je detaljno opisano nekoliko uobičajenih metoda podešavanja i njihovi principi:

1. Podešavanje ubrizgavanja nosioca

Podešavanje ubrizgavanjem nosioca služi za promjenu indeksa loma materijala promjenom struje ubrizgane u aktivno područje poluvodičkog lasera, kako bi se postiglo podešavanje valne duljine. Kada se struja poveća, povećava se koncentracija nosioca u aktivnom području, što rezultira promjenom indeksa loma, što zauzvrat utječe na valnu duljinu lasera.

2. Toplinsko podešavanje Toplinsko podešavanje je promjena indeksa loma i duljine šupljine materijala promjenom radne temperature lasera, kako bi se postiglo podešavanje valne duljine. Promjene temperature utječu na indeks loma i fizičku veličinu materijala.

3. Mehaničko podešavanje Mehaničko podešavanje je postizanje podešavanja valne duljine promjenom položaja ili kuta vanjskih optičkih elemenata lasera. Uobičajene metode mehaničkog podešavanja uključuju promjenu kuta difrakcijske rešetke i pomicanje položaja zrcala.

4 Elektrooptičko podešavanje Elektrooptičko podešavanje postiže se primjenom električnog polja na poluvodički materijal kako bi se promijenio indeks loma materijala, čime se postiže podešavanje valne duljine. Ova se metoda obično koristi uelektrooptički modulatori (Izborna promatračka misija) i elektrooptički podešeni laseri.

Ukratko, princip podešavanja podesivog poluvodičkog lasera uglavnom ostvaruje podešavanje valne duljine promjenom fizičkih parametara rezonatora. Ti parametri uključuju indeks loma, duljinu šupljine i odabir moda. Specifične metode podešavanja uključuju podešavanje ubrizgavanjem nosioca, toplinsko podešavanje, mehaničko podešavanje i elektrooptičko podešavanje. Svaka metoda ima svoj specifični fizički mehanizam i matematičku derivaciju, a odabir odgovarajuće metode podešavanja treba razmotriti prema specifičnim zahtjevima primjene, kao što su raspon podešavanja, brzina podešavanja, rezolucija i stabilnost.