Što jelaser uske širine linije?
Laser uske širine linije, Pojam "širina linije" odnosi se na širinu spektralne linijelaseru frekvencijskoj domeni, koja se obično kvantificira u smislu pune širine spektra na polovici vrha (FWHM). Na širinu linije uglavnom utječu spontano zračenje pobuđenih atoma ili iona, fazni šum, mehaničke vibracije rezonatora, temperaturno podrhtavanje i drugi vanjski čimbenici. Što je manja vrijednost širine linije, to je veća čistoća spektra, odnosno bolja je monokromatskost lasera. Laseri s takvim karakteristikama obično imaju vrlo malo faznog ili frekvencijskog šuma i vrlo malo relativnog intenziteta šuma. Istodobno, što je manja vrijednost linearne širine lasera, to je jača odgovarajuća koherencija, koja se očituje kao izuzetno duga koherentna duljina.
Realizacija i primjena lasera uske širine linije
Ograničeno inherentnom širinom linije pojačanja radne tvari lasera, gotovo je nemoguće izravno ostvariti izlaz lasera uske širine linije oslanjajući se na sam tradicionalni oscilator. Kako bi se ostvario rad lasera uske širine linije, obično je potrebno koristiti filtere, rešetke i druge uređaje za ograničavanje ili odabir uzdužnog modula u spektru pojačanja, povećanje neto razlike pojačanja između uzdužnih modova, tako da postoji nekoliko ili čak samo jedna oscilacija uzdužnog moda u laserskom rezonatoru. U tom procesu često je potrebno kontrolirati utjecaj šuma na laserski izlaz i minimizirati širenje spektralnih linija uzrokovano vibracijama i promjenama temperature vanjskog okruženja; istovremeno, može se kombinirati s analizom spektralne gustoće faznog ili frekvencijskog šuma kako bi se razumio izvor šuma i optimizirao dizajn lasera, te se postigao stabilan izlaz lasera uske širine linije.
Pogledajmo realizaciju rada s uskom širinom linije nekoliko različitih kategorija lasera.
Poluvodički laseri imaju prednosti kompaktne veličine, visoke učinkovitosti, dugog vijeka trajanja i ekonomskih koristi.
Fabry-Perot (FP) optički rezonator koji se koristi u tradicionalnompoluvodički laseriopćenito oscilira u višestrukom uzdužnom načinu rada, a širina izlazne linije je relativno široka, pa je potrebno povećati optičku povratnu informaciju kako bi se dobio izlaz uske širine linije.
Distribuirana povratna veza (DFB laser) i distribuirana Braggova refleksija (DBR) dva su tipična unutarnja optička povratna poluvodička lasera. Zbog malog koraka rešetke i dobre selektivnosti valne duljine, lako je postići stabilan izlaz uske širine linije jedne frekvencije. Glavna razlika između dvije strukture je položaj rešetke: struktura DFB lasera obično raspoređuje periodičnu strukturu Braggove rešetke po cijelom rezonatoru, a rezonator DBR-a obično se sastoji od strukture reflektirajuće rešetke i područja pojačanja integriranog u krajnju površinu. Osim toga, DFB laseri koriste ugrađene rešetke s niskim kontrastom indeksa loma i niskom reflektivnošću. DBR laseri koriste površinske rešetke s visokim kontrastom indeksa loma i visokom reflektivnošću. Obje strukture imaju veliki slobodni spektralni raspon i mogu izvoditi podešavanje valne duljine bez skoka moda u rasponu od nekoliko nanometara, gdje DBR laser ima širi raspon podešavanja od...DFB laserOsim toga, tehnologija optičke povratne veze s vanjskom šupljinom, koja koristi vanjske optičke elemente za povratnu informaciju o izlaznoj svjetlosti poluvodičkog laserskog čipa i odabir frekvencije, također može ostvariti rad poluvodičkog lasera s uskom širinom linije.
(2) Vlaknasti laseri
Vlaknasti laseri imaju visoku učinkovitost pretvorbe pumpe, dobru kvalitetu snopa i visoku učinkovitost spajanja, što su vruće istraživačke teme u području lasera. U kontekstu informacijskog doba, vlaknasti laseri imaju dobru kompatibilnost s trenutnim optičkim komunikacijskim sustavima na tržištu. Jednofrekventni vlaknasti laser s prednostima uske širine linije, niskog šuma i dobre koherencije postao je jedan od važnih smjerova njegovog razvoja.
Rad jednog longitudinalnog moda je srž vlaknastog lasera za postizanje uske širine linije izlaza, obično se prema strukturi rezonatora jednofrekventnih vlaknastih lasera mogu podijeliti na DFB tip, DBR tip i prstenasti tip. Među njima, princip rada DFB lasera i DBR jednofrekventnih vlaknastih lasera sličan je principu rada DFB i DBR poluvodičkih lasera.
Godine 1960., prvi rubinski laser na svijetu bio je laser u čvrstom stanju, karakteriziran visokom izlaznom energijom i širim pokrivanjem valnih duljina. Jedinstvena prostorna struktura lasera u čvrstom stanju čini ga fleksibilnijim u dizajnu izlaza uske širine linije. Trenutno, glavne implementirane metode uključuju metodu kratke šupljine, metodu jednosmjerne prstenaste šupljine, metodu standardne intrašupljine, metodu šupljine s torzijskim njihalnim načinom rada, metodu volumenske Braggove rešetke i metodu ubrizgavanja sjemena.
Vrijeme objave: 03.06.2025.