Principiul de reglare al laserului semiconductor reglabil (laser reglabil)

Principiul de reglaj alLaser semiconductor reglabil(Laser reglabil)

Laserul cu semiconductor reglabil este un tip de laser care poate schimba continuu lungimea de undă a ieșirii laserului într-un anumit interval. Laserul cu semiconductor reglabil adoptă reglajul termic, reglarea electrică și reglarea mecanică pentru a regla lungimea cavității, spectrul de reflexie a rețelei, faza și alte variabile pentru a obține reglarea lungimii de undă. Acest tip de laser are o gamă largă de aplicații în comunicații optice, spectroscopie, detecție, medical și alte domenii. Figura 1 prezintă compoziția de bază a alaser reglabil, inclusiv unitatea de amplificare a luminii, cavitatea FP compusă din oglinzile din față și din spate și unitatea de filtru de selecție a modului optic. În cele din urmă, prin ajustarea lungimii cavității de reflexie, filtrul de mod optic poate atinge ieșirea de selecție a lungimii de undă.

FIG.1

Metoda de acordare și derivarea acesteia

Principiul de reglaj al reglabiluluilasere semiconductoaredepinde în principal de modificarea parametrilor fizici ai rezonatorului laser pentru a obține modificări continue sau discrete ale lungimii de undă a laserului de ieșire. Acești parametri includ, dar nu sunt limitați la, indicele de refracție, lungimea cavității și selecția modului. Următoarele detaliază câteva metode comune de reglare și principiile acestora:

1. Reglarea injecției purtătorului

Reglarea injecției purtătorului este de a modifica indicele de refracție al materialului prin modificarea curentului injectat în regiunea activă a laserului semiconductor, astfel încât să se realizeze reglarea lungimii de undă. Când curentul crește, concentrația purtătorului în regiunea activă crește, rezultând o modificare a indicelui de refracție, care la rândul său afectează lungimea de undă a laserului.

2. Reglaj termic Reglajul termic este de a modifica indicele de refracție și lungimea cavității materialului prin modificarea temperaturii de funcționare a laserului, astfel încât să se realizeze reglarea lungimii de undă. Schimbările de temperatură afectează indicele de refracție și dimensiunea fizică a materialului.

3. Reglaj mecanic Reglarea mecanică este de a obține reglarea lungimii de undă prin schimbarea poziției sau unghiului elementelor optice externe ale laserului. Metodele obișnuite de reglare mecanică includ schimbarea unghiului rețelei de difracție și mutarea poziției oglinzii.

4 Reglaj electro-optic Reglajul electro-optic se realizează prin aplicarea unui câmp electric unui material semiconductor pentru a modifica indicele de refracție al materialului, realizând astfel reglarea lungimii de undă. Această metodă este utilizată în mod obișnuit înmodulatoare electro-optice (EOM) și lasere reglate electro-optic.

În rezumat, principiul de reglare al laserului semiconductor reglabil realizează în principal reglarea lungimii de undă prin modificarea parametrilor fizici ai rezonatorului. Acești parametri includ indicele de refracție, lungimea cavității și selecția modului. Metodele specifice de reglare includ reglarea prin injecție purtătoare, reglarea termică, reglarea mecanică și reglarea electro-optică. Fiecare metodă are propriul său mecanism fizic specific și derivație matematică, iar selecția metodei de reglare adecvată trebuie luată în considerare în funcție de cerințele specifice aplicației, cum ar fi domeniul de reglare, viteza de reglare, rezoluția și stabilitatea.