Siauros linijos pločio lazerio technologija Antra dalis
1960 m. pirmasis pasaulyje rubino lazeris buvo kietojo kūno lazeris, pasižymintis didele išėjimo energija ir platesniu bangos ilgiu.Dėl unikalios erdvinės kietojo kūno lazerio struktūros jis lankstesnis kuriant siauros linijos pločio išvestį.Šiuo metu pagrindiniai taikomi metodai yra trumposios ertmės metodas, vienpusio žiedo ertmės metodas, standartinis intraertmės metodas, sukimo švytuoklės režimo ertmės metodas, tūrio Bragg grotelių metodas ir sėklų įpurškimo metodas.
7 paveiksle parodyta kelių tipiškų vieno išilginio režimo kietojo kūno lazerių struktūra.
7(a) paveiksle parodytas vieno išilginio režimo pasirinkimo, pagrįsto ertmėje esančiu FP standartu, veikimo principas, ty siauras standarto linijos pločio perdavimo spektras naudojamas siekiant padidinti kitų išilginių režimų praradimą, kad kiti išilginiai režimai yra išfiltruojami režimo konkurencijos procese dėl mažo pralaidumo, kad būtų pasiektas vieno išilginio režimo veikimas.Be to, reguliuojant FP standarto kampą ir temperatūrą bei keičiant išilginio režimo intervalą, galima gauti tam tikrą bangos ilgio derinimo išvestį.Fig.7(b) ir (c) parodytas neplokštuminis žiedinis generatorius (NPRO) ir sukimo švytuoklės režimo ertmės metodas, naudojamas norint gauti vieną išilginio režimo išvestį.Veikimo principas yra priversti pluoštą rezonatoriuje sklisti viena kryptimi, efektyviai pašalinti netolygų atvirkštinių dalelių skaičiaus erdvinį pasiskirstymą įprastoje stovinčios bangos ertmėje ir taip išvengti erdvinės skylės deginimo efekto, kad būtų pasiektas vieno išilginio režimo išvestis.Tūrinio Braggo grotelių (VBG) režimo pasirinkimo principas yra panašus į anksčiau minėtų puslaidininkinių ir skaidulinių siauros linijos pločio lazerių, tai yra naudojant VBG kaip filtro elementą, remiantis geru spektriniu selektyvumu ir kampo selektyvumu, osciliatorius. svyruoja tam tikru bangos ilgiu arba juosta, kad pasiektų išilginio režimo parinkimo vaidmenį, kaip parodyta 7 paveiksle (d).
Tuo pačiu metu galima derinti kelis išilginio režimo pasirinkimo būdus, atsižvelgiant į poreikį pagerinti išilginio režimo pasirinkimo tikslumą, dar labiau susiaurinti linijos plotį arba padidinti režimo konkurencijos intensyvumą, įvedant netiesinę dažnio transformaciją ir kitas priemones bei išplėsti išėjimo bangos ilgį. lazeris veikiant siaurame linijos plotyje, o tai sunku padarytipuslaidininkinis lazerisirpluošto lazeriai.
(4) Brillouin lazeris
„Brillouin“ lazeris yra pagrįstas stimuliuojamu Brillouino sklaidos (SBS) efektu, kad būtų išgaunama mažo triukšmo, siauros linijos pločio išvesties technologija, jo principas yra fotono ir vidinio akustinio lauko sąveika, sukuriantis tam tikrą Stokso fotonų dažnio poslinkį, ir yra nuolat stiprinamas. įgyti pralaidumą.
8 paveiksle parodyta SBS konversijos lygių diagrama ir pagrindinė Brillouin lazerio struktūra.
Dėl žemo akustinio lauko virpesių dažnio medžiagos Brillouin dažnio poslinkis paprastai yra tik 0,1-2 cm-1, todėl naudojant 1064 nm lazerį kaip siurblio šviesą, Stokso bangos ilgis dažnai būna tik apie 1064,01 nm, tačiau tai taip pat reiškia, kad jo kvantinės konversijos efektyvumas yra itin didelis (teoriškai iki 99,99%).Be to, kadangi terpės Brillouino stiprinimo linijos plotis paprastai yra tik MHZ-ghz (kai kurių kietųjų laikmenų Brillouino stiprinimo linijos plotis yra tik apie 10 MHz), jis yra daug mažesnis už lazeriu veikiančios medžiagos stiprinimo linijos plotį. 100 GHz dažnis, taigi, Brillouin lazeriu sužadinti Stokesai gali parodyti akivaizdų spektro susiaurėjimo reiškinį po daugkartinio stiprinimo ertmėje, o jo išvesties linijos plotis yra keliomis eilėmis siauresnis nei siurblio linijos plotis.Šiuo metu Brillouin lazeris tapo tyrimų tašku fotonikos srityje ir buvo daug pranešimų apie itin siauros linijos pločio išvestį Hz ir subHz.
Pastaraisiais metais Brillouin prietaisai su bangolaidžio struktūra atsirado šioje srityjemikrobangų fotonika, ir sparčiai vystosi miniatiūrizavimo, didelės integracijos ir didesnės raiškos link.Be to, kosmose veikiantis Brillouin lazeris, pagrįstas naujomis kristalinėmis medžiagomis, tokiomis kaip deimantas, per pastaruosius dvejus metus taip pat pateko į žmonių regėjimą, jo naujoviškas bangolaidžio struktūros galios ir kaskadinės SBS kliūties, Brillouin lazerio galios proveržis. iki 10 W, padėdamas pagrindą plėsti jo taikymą.
Bendra sankryža
Nuolat tyrinėjant pažangiausias žinias, siauros linijos pločio lazeriai tapo nepakeičiamu mokslinių tyrimų įrankiu, pasižyminčiu puikiu našumu, pavyzdžiui, lazerinis interferometras LIGO gravitacinių bangų aptikimui, kuris naudoja vieno dažnio siaurą linijos plotį.lazeriskurio bangos ilgis yra 1064 nm kaip pradinis šaltinis, o pradinės šviesos linijos plotis yra 5 kHz.Be to, siauro pločio lazeriai su reguliuojamu bangos ilgiu ir be režimo šuolio taip pat turi didelį pritaikymo potencialą, ypač nuoseklaus ryšio srityje, kuris gali puikiai patenkinti bangos ilgio padalos tankinimo (WDM) arba dažnio dalijimo tankinimo (FDM) bangos ilgio (arba dažnio) poreikius. ) suderinamumą ir tikimasi, kad jis taps pagrindiniu naujos kartos mobiliojo ryšio technologijos įrenginiu.
Ateityje lazerinių medžiagų ir apdirbimo technologijų naujovės toliau skatins lazerio linijos pločio suspaudimą, dažnio stabilumo gerinimą, bangų ilgių diapazono išplėtimą ir galios gerinimą, atverdamos kelią žmonėms tyrinėti nežinomą pasaulį.
Paskelbimo laikas: 2023-11-29