Princip podešavanja podesivog poluvodičkog lasera (Tunable laser)

Princip ugađanjaPodesivi poluvodički laser(podesivi laser)

Podesivi poluvodički laser je vrsta lasera koji može kontinuirano mijenjati valnu duljinu laserskog izlaza u određenom rasponu. Podesivi poluvodički laser usvaja toplinsko ugađanje, električno ugađanje i mehaničko ugađanje za prilagodbu duljine šupljine, spektra refleksije rešetke, faze i drugih varijabli za postizanje ugađanja valne duljine. Ova vrsta lasera ima širok raspon primjena u optičkoj komunikaciji, spektroskopiji, senzorima, medicini i drugim područjima. Slika 1 prikazuje osnovni sastav apodesivi laser, uključujući jedinicu za pojačanje svjetla, FP šupljinu sastavljenu od prednjih i stražnjih zrcala i jedinicu filtera za odabir optičkog načina rada. Konačno, podešavanjem duljine šupljine za refleksiju, filtar optičkog moda može postići izlaz odabira valne duljine.

SLIKA 1

Metoda ugađanja i njezino izvođenje

Princip ugađanja tunablepoluvodički laseriuglavnom ovisi o promjeni fizičkih parametara laserskog rezonatora kako bi se postigle kontinuirane ili diskretne promjene izlazne laserske valne duljine. Ovi parametri uključuju, ali nisu ograničeni na, indeks loma, duljinu šupljine i odabir načina rada. Sljedeće pojedinosti o nekoliko uobičajenih metoda ugađanja i njihovih načela:

1. Ugađanje s ubrizgavanjem nositelja

Ugađanje ubrizgavanjem nositelja je promjena indeksa loma materijala promjenom struje ubrizgane u aktivno područje poluvodičkog lasera, kako bi se postiglo ugađanje valne duljine. Kada struja raste, koncentracija nositelja u aktivnom području raste, što rezultira promjenom indeksa loma, što zauzvrat utječe na valnu duljinu lasera.

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

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

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

Ukratko, princip ugađanja podesivog poluvodičkog lasera uglavnom ostvaruje ugađanje valne duljine promjenom fizičkih parametara rezonatora. Ovi parametri uključuju indeks loma, duljinu šupljine i odabir načina rada. Specifične metode ugađanja uključuju ugađanje s ubrizgavanjem nositelja, toplinsko ugađanje, mehaničko ugađanje i elektrooptičko ugađanje. Svaka metoda ima svoj specifični fizički mehanizam i matematičku derivaciju, a odabir odgovarajuće metode ugađanja potrebno je razmotriti u skladu sa specifičnim zahtjevima primjene, kao što su raspon ugađanja, brzina ugađanja, razlučivost i stabilnost.