Derinamo lazerio plėtra ir padėtis rinkoje Antra dalis

Derinamo lazerio kūrimas ir padėtis rinkoje (antra dalis)

Veikimo principasderinamas lazeris

Yra maždaug trys lazerio bangos ilgio derinimo principai. Daugumaderinami lazeriainaudoti darbines medžiagas su plačiomis fluorescencinėmis linijomis. Rezonatoriai, sudarantys lazerį, turi labai mažus nuostolius tik labai siaurame bangos ilgio diapazone. Todėl pirmasis yra lazerio bangos ilgio keitimas, kai kuriais elementais (pavyzdžiui, grotelėmis) keičiant bangos ilgį, atitinkantį rezonatoriaus mažų nuostolių sritį. Antrasis – lazerio perėjimo energijos lygio perkėlimas keičiant kai kuriuos išorinius parametrus (pvz., magnetinį lauką, temperatūrą ir kt.). Trečias – netiesinių efektų naudojimas bangos ilgio transformacijai ir derinimui pasiekti (žr. Netiesinė optika, stimuliuojama Ramano sklaida, optinio dažnio padvigubinimas, optinis parametrinis svyravimas). Tipiški lazeriai, priklausantys pirmajam derinimo režimui, yra dažų lazeriai, chrizoberilo lazeriai, spalvų centro lazeriai, derinami aukšto slėgio dujų lazeriai ir derinami eksimeriniai lazeriai.

Derinamas lazeris realizavimo technologijos požiūriu daugiausia skirstomas į: dabartinę valdymo technologiją, temperatūros valdymo technologiją ir mechaninio valdymo technologiją.
Tarp jų elektroninio valdymo technologija yra pasiekti bangos ilgio derinimą keičiant įpurškimo srovę, naudojant NS lygio derinimo greitį, platų derinimo dažnių juostos plotį, bet mažą išėjimo galią, remiantis elektroninio valdymo technologija, daugiausia SG-DBR (atrankos grotelės DBR) ir GCSR lazeris (pagalbinės grotelės kryptinės jungties atgalinis mėginių ėmimo atspindys). Temperatūros valdymo technologija keičia lazerio išėjimo bangos ilgį, pakeisdama lazerio aktyvios srities lūžio rodiklį. Technologija paprasta, bet lėta, ją galima reguliuoti siaura, vos kelių nm juosta. Pagrindiniai, pagrįsti temperatūros reguliavimo technologija, yraDFB lazeris(paskirstytasis grįžtamasis ryšys) ir DBR lazeris (paskirstytas Bragg atspindys). Mechaninis valdymas daugiausia grindžiamas MEMS (mikroelektromechaninės sistemos) technologija, kad būtų galima pasirinkti bangos ilgį, su dideliu reguliuojamu pralaidumu ir didele išėjimo galia. Pagrindinės konstrukcijos, pagrįstos mechaninio valdymo technologija, yra DFB (paskirstytasis grįžtamasis ryšys), ECL (išorinės ertmės lazeris) ir VCSEL (vertikalios ertmės paviršiaus spinduliavimo lazeris). Toliau paaiškinama šiais derinamų lazerių principo aspektais.

Optinio ryšio programa

Derinamas lazeris yra pagrindinis optoelektroninis įrenginys naujos kartos tankaus bangos ilgio padalijimo tankinimo sistemoje ir fotonų mainuose visame optiniame tinkle. Jo taikymas labai padidina optinio pluošto perdavimo sistemos pajėgumą, lankstumą ir mastelio keitimą, taip pat įgyvendino nuolatinį arba beveik nepertraukiamą derinimą plačiame bangos ilgio diapazone.
Įmonės ir tyrimų institucijos visame pasaulyje aktyviai skatina derinamų lazerių tyrimus ir plėtrą, šioje srityje nuolat daroma nauja pažanga. Derinamų lazerių našumas nuolat gerinamas, o kaina nuolat mažinama. Šiuo metu derinami lazeriai daugiausia skirstomi į dvi kategorijas: puslaidininkinius derinamus lazerius ir derinamus skaidulinius lazerius.
Puslaidininkinis lazerisyra svarbus šviesos šaltinis optinio ryšio sistemoje, pasižymintis mažo dydžio, lengvo svorio, didelio konversijos efektyvumo, energijos taupymo ir kt. charakteristikomis ir lengvai pasiekiamas vieno lusto optoelektroniniu integravimu su kitais įrenginiais. Jį galima suskirstyti į derinamą paskirstytą grįžtamojo ryšio lazerį, paskirstytą Bragg veidrodinį lazerį, mikromotorinės sistemos vertikalios ertmės paviršių spinduliuojantį lazerį ir išorinės ertmės puslaidininkinį lazerį.
Derinamo pluošto lazerio, kaip stiprinimo terpės, ir puslaidininkinio lazerinio diodo, kaip siurblio šaltinio, sukūrimas labai paskatino pluoštinių lazerių kūrimą. Derinamas lazeris yra pagrįstas legiruoto pluošto 80 nm pralaidumu, o filtro elementas pridedamas prie kilpos, kad būtų galima valdyti lazerio bangos ilgį ir realizuoti bangos ilgio derinimą.
Pasaulyje labai aktyviai vystomas derinamas puslaidininkinis lazeris, o pažanga taip pat labai sparti. Kadangi derinami lazeriai palaipsniui artėja prie fiksuoto bangos ilgio lazerių kainos ir našumo požiūriu, jie neišvengiamai bus vis dažniau naudojami ryšių sistemose ir vaidins svarbų vaidmenį būsimuose optiniuose tinkluose.

Plėtros perspektyva
Yra daug derinamų lazerių tipų, kurie paprastai kuriami toliau diegiant bangos ilgio derinimo mechanizmus įvairių vieno bangos ilgio lazerių pagrindu, o kai kurios prekės buvo tiekiamos į tarptautinę rinką. Be nuolatinių optinių derinamų lazerių kūrimo, taip pat buvo pranešta apie derinamus lazerius su integruotomis kitomis funkcijomis, pavyzdžiui, derinamą lazerį, integruotą su vienu VCSEL lustu ir elektros absorbcijos moduliatoriumi, ir lazerį, integruotą su mėginių grotelių Bragg reflektoriumi. ir puslaidininkinis optinis stiprintuvas bei elektros sugerties moduliatorius.
Kadangi bangos ilgio derinamas lazeris yra plačiai naudojamas, įvairių struktūrų derinamas lazeris gali būti pritaikytas skirtingoms sistemoms ir kiekviena turi privalumų ir trūkumų. Išorinės ertmės puslaidininkinis lazeris gali būti naudojamas kaip plačiajuostis derinamas šviesos šaltinis tiksliųjų bandymų prietaisuose dėl didelės išėjimo galios ir nuolatinio derinamo bangos ilgio. Fotonų integracijos ir būsimojo optinio tinklo atitikimo požiūriu, mėginių grotelės DBR, antstatinės gardelės DBR ir derinami lazeriai, integruoti su moduliatoriais ir stiprintuvais, gali būti perspektyvūs derinami šviesos šaltiniai Z.
Skaidulinės grotelės derinamas lazeris su išorine ertme taip pat yra perspektyvus šviesos šaltinis, turintis paprastą struktūrą, siaurą linijos plotį ir lengvą pluošto sujungimą. Jei EA moduliatorius gali būti integruotas į ertmę, jis taip pat gali būti naudojamas kaip didelės spartos derinamas optinio solitono šaltinis. Be to, pastaraisiais metais daug pažangos padarė derinami skaiduliniai lazeriai, kurių pagrindą sudaro pluoštiniai lazeriai. Galima tikėtis, kad derinamų lazerių našumas optinio ryšio šviesos šaltiniuose bus dar geresnis, o rinkos dalis palaipsniui didės, o pritaikymo perspektyvos bus labai ryškios.