Tehnologia cu lățime de linie îngustă Partea a doua
În 1960, primul laser Ruby din lume a fost un laser în stare solidă, caracterizat printr-o energie de producție ridicată și o acoperire mai largă a lungimii de undă. Structura spațială unică a laserului în stare solidă o face mai flexibilă în proiectarea ieșirii înguste de lățime de linie. În prezent, principalele metode implementate includ metoda cavității scurte, metoda cavității inelului unic, metoda standard de intracavitate, metoda cavității modului pendulului de torsiune, metoda de grătare a volumului Bragg și metoda de injecție de semințe.
Figura 7 prezintă structura mai multor lasere tipice cu un singur lungitudinal în stare solidă.
Figura 7 (a) prezintă principiul de lucru al selecției de mod longitudinal unic bazat pe standardul FP in-cavitate, adică spectrul de transmisie de lățime de linie îngustă a standardului este utilizat pentru a crește pierderea altor moduri longitudinale, astfel încât alte moduri longitudinale să fie filtrate în procesul de concurență al modului, datorită transmisiei mici, pentru a obține operațiune unică în modul longitudinal. În plus, o anumită gamă de ieșire de reglare a lungimii de undă poate fi obținută prin controlul unghiului și temperaturii standardului FP și modificarea intervalului mod longitudinal. SMOCHIN. 7 (b) și (c) arată oscilatorul inelului non-plan (NPRO) și metoda cavității modului de torsional pendulum utilizat pentru a obține o ieșire unică a modului longitudinal. Principiul de lucru este de a face fasciculul să se propage într -o singură direcție în rezonator, să elimine eficient distribuția spațială inegală a numărului de particule inversate în cavitatea obișnuită a undelor permanente și, astfel, să evite influența efectului de ardere a găurilor spațiale pentru a obține o ieșire a modului longitudinal unic. Principiul selecției modului în vrac Bragg Grating (VBG) este similar cu cel al laserelor semiconductor și fibre înguste de linie menționată anterior, adică prin utilizarea VBG ca element de filtru, bazat pe selectivitatea sa spectrală bună și selectivitatea unghiului, oscilatorul oscilatorului oscilează la o lungime de undă specifică sau pe bandă pentru a atinge rolul selecției modului longitudinal, așa cum este prezentat în figura 7 (D).
În același timp, mai multe metode de selecție a modului longitudinal pot fi combinate în funcție de nevoile de a îmbunătăți precizia de selecție a modului longitudinal, de a restrânge și mai mult lățimea de linie sau de a crește intensitatea concurenței modului prin introducerea transformării frecvenței neliniare și a altor mijloace și extinderea lungimii de undă de ieșire a laserLaser semiconductorşiLasere cu fibre.
(4) LASER BRISTLOUIN
Laserul Brillouin se bazează pe efectul de împrăștiere a strălucirii (SBS) pentru a obține un zgomot redus, o tehnologie de ieșire cu lățime de linie îngustă, principiul său este prin intermediul fotonului și interacțiunii interne de câmp acustic pentru a produce o anumită schimbare de frecvență a fototonilor Stokes și este amplificat continuu în interiorul lățimii de bandă de câștig.
Figura 8 prezintă diagrama nivelului conversiei SBS și structura de bază a laserului Brillouin.
Datorită frecvenței de vibrație scăzută a câmpului acustic, deplasarea frecvenței strălucitoare a materialului este de obicei doar 0,1-2 cm-1, astfel încât cu laser de 1064 nm ca lumină pompei, lungimea de undă a Stokes este adesea de aproximativ 1064,01 nm, dar acest lucru înseamnă, de asemenea, că eficiența de conversie cuantică este extrem de mare (până la 99,99% în teorie). In addition, because the Brillouin gain linewidth of the medium is usually only of the order of MHZ-ghz (the Brillouin gain linewidth of some solid media is only about 10 MHz), it is far less than the gain linewidth of the laser working substance of the order of 100 GHz, so, The Stokes excited in Brillouin laser can show obvious spectrum narrowing phenomenon after multiple amplification in the cavity, and its Lățimea liniei de ieșire este mai multe ordine de mărime mai restrânse decât lățimea liniei pompei. În prezent, Brillouin Laser a devenit un punct de cercetare în domeniul fotonicii și au existat multe rapoarte despre ordinea HZ și sub-HZ a ieșirii extrem de înguste de lățime de linie.
În ultimii ani, dispozitivele Brillouin cu structură de ghidare de undă au apărut în domeniulFotonică cu microundeși se dezvoltă rapid în direcția miniaturizării, integrării ridicate și rezoluției mai mari. În plus, laserul Brilluin care rulează spațiu bazat pe noi materiale de cristal, precum Diamond a intrat și în viziunea oamenilor în ultimii doi ani, descoperirea sa inovatoare în puterea structurii ghidului de undă și a gâtului Cascade SBS, puterea laserului Brillouin la o magnitudine de 10 W, punând fundamentul pentru extinderea aplicării sale.
Joncțiune generală
Odată cu explorarea continuă a cunoștințelor de ultimă oră, laserele înguste de lățime de linie au devenit un instrument indispensabil în cercetarea științifică cu performanțele lor excelente, cum ar fi interferometrul laser LIGO pentru detectarea undelor gravitaționale, care folosește o lățime de linie îngustă cu o singură frecvență îngustălasercu o lungime de undă de 1064 nm ca sursă de semințe, iar lățimea de linie a luminii de semințe se află la 5 kHz. În plus, laserele cu lățime îngustă, cu lungimea de undă reglabilă și niciun salt de mod nu arată, de asemenea, un potențial de aplicare mare, în special în comunicațiile coerente, care pot satisface perfect nevoile multiplexării diviziei de lungime de undă (WDM) sau a multiplexării diviziei de frecvență (FDM) pentru reglabilitatea lungimii de undă (sau a frecvenței) și este de așteptat să devină dispozitivul principal al următoarei generații a tehnologiei de comunicare mobilă.
În viitor, inovația tehnologiei de materiale laser și de procesare va promova în continuare compresia lățimii de linie laser, îmbunătățirea stabilității frecvenței, extinderea intervalului de lungimi de undă și îmbunătățirea puterii, deschizând calea pentru explorarea umană a lumii necunoscute.
Ora post: 29-2023 noiembrie