Pembangunan dan status pasaran laser boleh tala Bahagian dua

Pembangunan dan status pasaran laser boleh tala (Bahagian dua)

Prinsip kerjalaser boleh tala

Terdapat kira-kira tiga prinsip untuk mencapai penalaan panjang gelombang laser. Kebanyakannyalaser boleh talamenggunakan bahan kerja dengan garis pendarfluor yang lebar. Resonator yang membentuk laser mempunyai kehilangan yang sangat rendah hanya pada julat panjang gelombang yang sangat sempit. Oleh itu, yang pertama adalah mengubah panjang gelombang laser dengan mengubah panjang gelombang yang sepadan dengan kawasan kehilangan rendah resonator oleh beberapa elemen (seperti parutan). Yang kedua adalah untuk mengalihkan tahap tenaga peralihan laser dengan mengubah beberapa parameter luaran (seperti medan magnet, suhu, dll.). Yang ketiga adalah penggunaan kesan tak linear untuk mencapai transformasi dan penalaan panjang gelombang (lihat optik tak linear, penyerakan Raman yang dirangsang, penggandaan frekuensi optik, ayunan parametrik optik). Laser tipikal yang tergolong dalam mod penalaan pertama ialah laser pewarna, laser krisoberil, laser pusat warna, laser gas tekanan tinggi yang boleh ditala dan laser eksimer yang boleh ditala.

Laser boleh tala dari perspektif teknologi realisasi terbahagi kepada: teknologi kawalan semasa, teknologi kawalan suhu dan teknologi kawalan mekanikal.
Antaranya, teknologi kawalan elektronik adalah untuk mencapai penalaan panjang gelombang dengan mengubah arus suntikan, dengan kelajuan penalaan tahap NS, lebar jalur penalaan yang luas, tetapi kuasa output yang kecil, berdasarkan teknologi kawalan elektronik terutamanya SG-DBR (keriting pensampelan DBR) dan laser GCSR (pantulan pensampelan ke belakang gandingan berarah keriting tambahan). Teknologi kawalan suhu mengubah panjang gelombang output laser dengan mengubah indeks biasan kawasan aktif laser. Teknologi ini mudah, tetapi perlahan, dan boleh dilaraskan dengan lebar jalur sempit hanya beberapa nm. Yang utama berdasarkan teknologi kawalan suhu ialahLaser DFB(maklum balas teragih) dan laser DBR (pantulan Bragg Teragih). Kawalan mekanikal terutamanya berdasarkan teknologi MEMS (sistem mikro-elektro-mekanikal) untuk melengkapkan pemilihan panjang gelombang, dengan lebar jalur boleh laras yang besar, kuasa output yang tinggi. Struktur utama berdasarkan teknologi kawalan mekanikal ialah DFB (maklum balas teragih), ECL (laser rongga luaran) dan VCSEL (laser pemancar permukaan rongga menegak). Berikut dijelaskan daripada aspek prinsip laser boleh tala ini.

Aplikasi komunikasi optik

Laser boleh tala merupakan peranti optoelektronik utama dalam generasi baharu sistem pemultipleksan pembahagian panjang gelombang padat dan pertukaran foton dalam rangkaian semua-optik. Aplikasinya meningkatkan kapasiti, fleksibiliti dan kebolehskalaan sistem penghantaran gentian optik dengan ketara, dan telah merealisasikan penalaan berterusan atau separa berterusan dalam julat panjang gelombang yang luas.
Syarikat-syarikat dan institusi penyelidikan di seluruh dunia sedang giat mempromosikan penyelidikan dan pembangunan laser boleh tala, dan kemajuan baharu sentiasa dicapai dalam bidang ini. Prestasi laser boleh tala sentiasa diperbaiki dan kos sentiasa dikurangkan. Pada masa ini, laser boleh tala dibahagikan kepada dua kategori: laser boleh tala semikonduktor dan laser gentian boleh tala.
Laser semikonduktormerupakan sumber cahaya penting dalam sistem komunikasi optik, yang mempunyai ciri-ciri saiz kecil, ringan, kecekapan penukaran yang tinggi, penjimatan kuasa, dan sebagainya, dan mudah untuk mencapai penyepaduan optoelektronik cip tunggal dengan peranti lain. Ia boleh dibahagikan kepada laser maklum balas teragih yang boleh ditala, laser cermin Bragg teragih, laser pemancar permukaan rongga menegak sistem mikromotor dan laser semikonduktor rongga luaran.
Perkembangan laser gentian boleh tala sebagai medium gandaan dan perkembangan diod laser semikonduktor sebagai sumber pam telah banyak menggalakkan perkembangan laser gentian. Laser boleh tala adalah berdasarkan lebar jalur gandaan 80nm gentian yang didop, dan elemen penapis ditambah pada gelung untuk mengawal panjang gelombang pengelas dan merealisasikan penalaan panjang gelombang.
Perkembangan laser semikonduktor boleh tala sangat aktif di dunia, dan kemajuannya juga sangat pantas. Memandangkan laser boleh tala secara beransur-ansur menghampiri laser panjang gelombang tetap dari segi kos dan prestasi, ia pasti akan digunakan lebih banyak dalam sistem komunikasi dan memainkan peranan penting dalam rangkaian semua optik pada masa hadapan.

Prospek pembangunan
Terdapat banyak jenis laser boleh tala, yang biasanya dibangunkan dengan memperkenalkan mekanisme penalaan panjang gelombang berdasarkan pelbagai laser panjang gelombang tunggal, dan beberapa komoditi telah dibekalkan ke pasaran di peringkat antarabangsa. Selain pembangunan laser boleh tala optik berterusan, laser boleh tala dengan fungsi bersepadu lain juga telah dilaporkan, seperti laser boleh tala yang disepadukan dengan cip tunggal VCSEL dan modulator penyerapan elektrik, dan laser yang disepadukan dengan reflektor Bragg parutan sampel dan penguat optik semikonduktor dan modulator penyerapan elektrik.
Oleh kerana laser boleh tala panjang gelombang digunakan secara meluas, laser boleh tala pelbagai struktur boleh digunakan pada sistem yang berbeza, dan setiap satunya mempunyai kelebihan dan kekurangan. Laser semikonduktor rongga luaran boleh digunakan sebagai sumber cahaya boleh tala jalur lebar dalam instrumen ujian ketepatan kerana kuasa outputnya yang tinggi dan panjang gelombang boleh tala berterusan. Dari perspektif penyepaduan foton dan memenuhi rangkaian semua optik masa hadapan, DBR parut sampel, DBR parut berstruktur lampau dan laser boleh tala yang disepadukan dengan modulator dan penguat mungkin merupakan sumber cahaya boleh tala yang menjanjikan untuk Z.
Laser boleh tala kekisi gentian dengan rongga luaran juga merupakan sumber cahaya yang berpotensi, yang mempunyai struktur ringkas, lebar garis sempit dan gandingan gentian yang mudah. ​​Jika modulator EA boleh disepadukan dalam rongga, ia juga boleh digunakan sebagai sumber soliton optik boleh tala berkelajuan tinggi. Di samping itu, laser gentian boleh tala berdasarkan laser gentian telah mencapai kemajuan yang ketara dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Boleh dijangkakan bahawa prestasi laser boleh tala dalam sumber cahaya komunikasi optik akan dipertingkatkan lagi, dan bahagian pasaran akan meningkat secara beransur-ansur, dengan prospek aplikasi yang sangat cerah.