Leo, tutaanzisha laser "monochromatic" kwa uliokithiri - laser nyembamba ya upana wa mstari.Kuibuka kwake kunajaza mapengo katika nyanja nyingi za matumizi ya laser, na katika miaka ya hivi karibuni imekuwa ikitumika sana katika kugundua mawimbi ya mvuto, liDAR, hisia zilizosambazwa, mawasiliano ya macho ya kasi ya juu na nyanja zingine, ambayo ni "ujumbe" ambao hauwezi kufanywa. kukamilika tu kwa kuboresha nguvu za laser.
Laser nyembamba ya upana wa mstari ni nini?
Neno "upana wa mstari" linamaanisha upana wa mstari wa spectral wa leza katika kikoa cha masafa, ambayo kwa kawaida huhesabiwa kulingana na upana wa nusu-kilele kamili wa wigo (FWHM).Upana wa mstari huathiriwa zaidi na mionzi ya hiari ya atomi au ioni za msisimko, kelele ya awamu, vibration ya mitambo ya resonator, jitter ya joto na mambo mengine ya nje.Thamani ndogo ya upana wa mstari, juu ya usafi wa wigo, yaani, bora zaidi ya monochromaticity ya laser.Lasers zilizo na sifa kama hizo kwa kawaida huwa na awamu kidogo sana au kelele za marudio na kelele ndogo sana ya kiwango cha jamaa.Wakati huo huo, kadiri thamani ya upana wa mstari wa leza ilivyo ndogo, ndivyo mshikamano unaolingana unavyokuwa na nguvu zaidi, ambao unadhihirishwa kama urefu wa mshikamano mrefu sana.
Utambuzi na utumiaji wa laser nyembamba ya upana wa mstari
Imepunguzwa na upana wa asili wa faida ya dutu inayofanya kazi ya leza, karibu haiwezekani kutambua moja kwa moja matokeo ya leza ya upana wa mstari kwa kutegemea oscillator ya jadi yenyewe.Ili kutambua uendeshaji wa laser nyembamba ya upana wa mstari, kawaida ni muhimu kutumia vichungi, grating na vifaa vingine ili kupunguza au kuchagua moduli ya longitudinal katika wigo wa faida, kuongeza tofauti ya faida kati ya njia za longitudinal, ili kuwe na chache au hata moja tu ya modi ya longitudinal oscillation katika resonator laser.Katika mchakato huu, mara nyingi ni muhimu kudhibiti ushawishi wa kelele kwenye pato la laser, na kupunguza upanuzi wa mistari ya spectral inayosababishwa na vibration na mabadiliko ya joto ya mazingira ya nje;Wakati huo huo, inaweza pia kuunganishwa na uchanganuzi wa wiani wa taswira ya kelele ya awamu au frequency ili kuelewa chanzo cha kelele na kuboresha muundo wa laser, ili kufikia pato thabiti la laser nyembamba ya upana wa mstari.
Wacha tuangalie utambuzi wa operesheni nyembamba ya upana wa mstari wa kategoria kadhaa tofauti za laser.
Laser za semiconductor zina faida za ukubwa wa kompakt, ufanisi wa juu, maisha marefu na faida za kiuchumi.
Resonator ya macho ya Fabry-Perot (FP) inayotumiwa katika jadilaser za semiconductorkwa ujumla oscillates katika hali mbalimbali longitudinal, na upana wa mstari wa pato ni kiasi pana, hivyo ni muhimu kuongeza maoni ya macho ili kupata pato la upana wa mstari mwembamba.
Maoni yaliyosambazwa (DFB) na Uakisi wa Bragg Uliosambazwa (DBR) ni leza mbili za kawaida za semicondukta ya maoni ya ndani.Kwa sababu ya lami ndogo ya wavu na uteuzi mzuri wa urefu wa mawimbi, ni rahisi kufikia pato thabiti la upana wa mstari mwembamba wa mzunguko mmoja.Tofauti kuu kati ya miundo miwili ni nafasi ya wavu: muundo wa DFB kawaida husambaza muundo wa mara kwa mara wa wavu wa Bragg katika kipokea sauti, na kitoa sauti cha DBR kwa kawaida kinaundwa na muundo wa wavu wa kuakisi na eneo la faida lililounganishwa ndani. uso wa mwisho.Kwa kuongeza, leza za DFB hutumia wavu uliopachikwa na utofautishaji wa faharasa wa chini wa refractive na uakisi wa chini.Leza za DBR hutumia vipandio vya uso vilivyo na utofautishaji wa hali ya juu wa refractive na uakisi wa juu.Miundo yote miwili ina anuwai kubwa ya bure ya spectral na inaweza kufanya urekebishaji wa urefu wa mawimbi bila kuruka kwa modi katika safu ya nanomita chache, ambapo leza ya DBR ina safu pana zaidi ya kurekebisha.Laser ya DFB.Kwa kuongeza, teknolojia ya maoni ya macho ya cavity ya nje, ambayo hutumia vipengele vya nje vya macho ili kutoa maoni kwa mwanga unaotoka wa chipu ya laser ya semiconductor na kuchagua mzunguko, inaweza pia kutambua operesheni nyembamba ya upana wa laser ya semiconductor.
(2) Fiber lasers
Laser za nyuzi zina ufanisi wa juu wa ubadilishaji wa pampu, ubora mzuri wa boriti na ufanisi wa juu wa kuunganisha, ambazo ndizo mada motomoto za utafiti katika uwanja wa leza.Katika muktadha wa enzi ya habari, laser za nyuzi zina utangamano mzuri na mifumo ya sasa ya mawasiliano ya nyuzi kwenye soko.Laser ya fiber moja-frequency yenye faida za upana wa mstari mwembamba, kelele ya chini na mshikamano mzuri imekuwa moja ya maelekezo muhimu ya maendeleo yake.
Single longitudinal mode operesheni ni msingi wa laser fiber kufikia nyembamba line-upana pato, kwa kawaida kulingana na muundo wa resonator moja frequency fiber laser inaweza kugawanywa katika aina DFB, aina DBR na aina ya pete.Miongoni mwao, kanuni ya kazi ya lasers za nyuzi za DFB na DBR moja-frequency ni sawa na ile ya DFB na DBR semiconductor lasers.
Kama inavyoonyeshwa katika Mchoro wa 1, leza ya nyuzi za DFB itaandika Bragg grating iliyosambazwa kwenye nyuzinyuzi.Kwa sababu urefu wa wimbi la kazi la oscillator huathiriwa na kipindi cha nyuzi, hali ya longitudinal inaweza kuchaguliwa kupitia maoni yaliyosambazwa ya grating.Resonator ya laser ya DBR laser kawaida huundwa na jozi ya nyuzi Bragg gratings, na modi moja longitudinal ni hasa kuchaguliwa kwa bendi nyembamba na chini reflectivity fiber Bragg gratings.Hata hivyo, kwa sababu ya resonator yake ya muda mrefu, muundo tata na ukosefu wa utaratibu wa ufanisi wa ubaguzi wa mzunguko, cavity ya umbo la pete inakabiliwa na kuruka kwa mode, na ni vigumu kufanya kazi kwa utulivu katika hali ya longitudinal mara kwa mara kwa muda mrefu.
Kielelezo 1, Miundo miwili ya kawaida ya mstari wa mzunguko mmojalasers za nyuzi
Muda wa kutuma: Nov-27-2023