Dezvoltarea și statutul de piață al laserului reglabil Partea a doua

Dezvoltarea și statutul de piață al laserului reglabil (partea a doua)

Principiul de lucru allaser reglabil

Există aproximativ trei principii pentru realizarea reglajului lungimii de undă laser. Cele mai multelasere reglabileutilizați substanțe de lucru cu linii fluorescente largi. Rezonatoarele care alcătuiesc laserul au pierderi foarte mici doar pe o gamă de lungimi de undă foarte îngustă. Prin urmare, prima este modificarea lungimii de undă a laserului prin modificarea lungimii de undă corespunzătoare regiunii cu pierderi reduse a rezonatorului de către unele elemente (cum ar fi un grătar). Al doilea este de a schimba nivelul de energie al tranziției laser prin modificarea unor parametri externi (cum ar fi câmpul magnetic, temperatura etc.). Al treilea este utilizarea efectelor neliniare pentru a obține transformarea și reglarea lungimii de undă (vezi optica neliniară, împrăștierea Raman stimulată, dublarea frecvenței optice, oscilația parametrică optică). Laserele tipice aparținând primului mod de reglare sunt laserele colorante, laserele cu crisoberil, laserele cu centru de culoare, laserele cu gaz de înaltă presiune reglabile și laserele cu excimeri reglabile.

Laser reglabil din perspectiva tehnologiei de realizare este împărțit în principal în: tehnologie de control curent, tehnologie de control al temperaturii și tehnologie de control mecanic.
Printre acestea, tehnologia de control electronic este de a realiza reglarea lungimii de undă prin schimbarea curentului de injecție, cu viteză de reglare la nivel NS, lățime de bandă largă de reglare, dar putere de ieșire mică, bazată pe tehnologia de control electronic, în principal SG-DBR (gritul de eșantionare DBR) și Laser GCSR (reflexie de eșantionare înapoi cu cuplare direcțională cu rețea auxiliară). Tehnologia de control al temperaturii modifică lungimea de undă de ieșire a laserului prin modificarea indicelui de refracție al regiunii active a laserului. Tehnologia este simplă, dar lentă și poate fi ajustată cu o lățime de bandă îngustă de doar câțiva nm. Principalele bazate pe tehnologia de control al temperaturii suntLaser DFB(feedback distribuit) și laser DBR (reflexie Bragg distribuită). Controlul mecanic se bazează în principal pe tehnologia MEMS (sistem micro-electro-mecanic) pentru a finaliza selecția lungimii de undă, cu lățime de bandă mare reglabilă, putere mare de ieșire. Principalele structuri bazate pe tehnologia de control mecanic sunt DFB (feedback distribuit), ECL (laser cu cavitate externă) și VCSEL (laser cu emisie de suprafață cu cavitate verticală). Următoarele sunt explicate din aceste aspecte ale principiului laserelor reglabile.

Aplicație de comunicare optică

Laserul reglabil este un dispozitiv optoelectronic cheie într-o nouă generație de sisteme de multiplexare cu diviziune densă a lungimii de undă și schimb de fotoni în rețeaua integrală optică. Aplicația sa crește foarte mult capacitatea, flexibilitatea și scalabilitatea sistemului de transmisie cu fibră optică și a realizat reglaj continuu sau cvasi-continuu într-o gamă largă de lungimi de undă.
Companiile și instituțiile de cercetare din întreaga lume promovează în mod activ cercetarea și dezvoltarea laserelor reglabile, iar noi progrese sunt înregistrate în mod constant în acest domeniu. Performanța laserelor reglabile este îmbunătățită în mod constant, iar costul este redus în mod constant. În prezent, laserele reglabile sunt împărțite în principal în două categorii: lasere reglabile cu semiconductor și lasere cu fibră reglabilă.
Laser semiconductoreste o sursă de lumină importantă în sistemul de comunicații optice, care are caracteristicile de dimensiune mică, greutate redusă, eficiență ridicată de conversie, economie de energie etc. și este ușor de realizat integrarea optoelectronică cu un singur cip cu alte dispozitive. Poate fi împărțit în laser cu feedback distribuit reglabil, laser cu oglindă Bragg distribuit, laser cu emisie de suprafață cu cavitate verticală cu sistem de micromotor și laser cu semiconductor cu cavitate externă.
Dezvoltarea laserului cu fibră reglabilă ca mediu de câștig și dezvoltarea diodei laser semiconductoare ca sursă de pompă a promovat foarte mult dezvoltarea laserelor cu fibră. Laserul reglabil se bazează pe lățimea de bandă de câștig de 80 nm a fibrei dopate, iar elementul de filtru este adăugat la buclă pentru a controla lungimea de undă laser și a realiza reglarea lungimii de undă.
Dezvoltarea laserului semiconductor reglabil este foarte activă în lume, iar progresul este, de asemenea, foarte rapid. Pe măsură ce laserele reglabile se apropie treptat de laserele cu lungime de undă fixă ​​în ceea ce privește costul și performanța, acestea vor fi inevitabil folosite din ce în ce mai mult în sistemele de comunicații și vor juca un rol important în viitoarele rețele integral optice.

Perspectivă de dezvoltare
Există multe tipuri de lasere reglabile, care sunt în general dezvoltate prin introducerea în continuare a mecanismelor de reglare a lungimii de undă pe baza diferitelor lasere cu o singură lungime de undă, iar unele mărfuri au fost furnizate pe piața internațională. Pe lângă dezvoltarea laserelor optice reglabile continue, au fost raportate și lasere reglabile cu alte funcții integrate, cum ar fi laserul reglabil integrat cu un singur cip de VCSEL și un modulator electric de absorbție și laserul integrat cu un reflector Bragg cu rețea de probă. și un amplificator optic cu semiconductor și un modulator de absorbție electrică.
Deoarece laserul reglabil cu lungime de undă este utilizat pe scară largă, laserul reglabil al diferitelor structuri poate fi aplicat la diferite sisteme și fiecare are avantaje și dezavantaje. Laserul semiconductor cu cavitate externă poate fi utilizat ca sursă de lumină reglabilă în bandă largă în instrumentele de testare de precizie datorită puterii sale mari de ieșire și lungimii de undă reglabile continue. Din perspectiva integrării fotonilor și a întâlnirii viitoarei rețele optice, rețeaua de probă DBR, rețeaua suprastructurată DBR și laserele reglabile integrate cu modulatoare și amplificatoare pot fi surse de lumină reglabile promițătoare pentru Z.
Laserul reglabil cu rețea de fibre cu cavitate externă este, de asemenea, un tip promițător de sursă de lumină, care are o structură simplă, lățime de linie îngustă și cuplare ușoară a fibrelor. Dacă modulatorul EA poate fi integrat în cavitate, acesta poate fi folosit și ca sursă de soliton optică reglabilă de mare viteză. În plus, laserele cu fibră reglabilă bazate pe lasere cu fibră au făcut progrese considerabile în ultimii ani. Se poate aștepta ca performanța laserelor reglabile în sursele de lumină de comunicare optică să fie îmbunătățită în continuare, iar cota de piață va crește treptat, cu perspective de aplicare foarte luminoase.