Teknologi Laser Linewidth sempit Bahagian Dua
Pada tahun 1960, laser Ruby pertama di dunia adalah laser keadaan pepejal, yang dicirikan oleh tenaga keluaran yang tinggi dan liputan panjang gelombang yang lebih luas. Struktur spatial laser pepejal yang unik menjadikannya lebih fleksibel dalam reka bentuk output linewidth sempit. Pada masa ini, kaedah utama yang dilaksanakan termasuk kaedah rongga pendek, kaedah rongga cincin sehala, kaedah standard intrakaviti, kaedah rongga mod pendulum, kaedah grating Bragg dan kaedah suntikan benih.
Rajah 7 menunjukkan struktur beberapa laser keadaan pepejal tunggal yang biasa.
Rajah 7 (a) menunjukkan prinsip kerja pemilihan mod longitudinal tunggal berdasarkan standard FP dalam-rongga, iaitu, spektrum penghantaran linewidth sempit standard digunakan untuk meningkatkan kehilangan mod longitudinal yang lain, supaya mod longitudinal lain ditapis dalam proses persaingan mod kerana transmisi kecil mereka. Di samping itu, pelbagai output penalaan panjang gelombang boleh didapati dengan mengawal sudut dan suhu standard FP dan mengubah selang mod longitudinal. Rajah. 7 (b) dan (c) Tunjukkan pengayun cincin bukan planar (NPRO) dan kaedah rongga mod pendulum torsional yang digunakan untuk mendapatkan output mod longitudinal tunggal. Prinsip kerja adalah untuk membuat rasuk menyebarkan dalam satu arah dalam resonator, dengan berkesan menghapuskan pengagihan spatial yang tidak sekata dari bilangan zarah terbalik dalam rongga gelombang berdiri biasa, dan dengan itu mengelakkan pengaruh kesan pembakaran lubang spatial untuk mencapai output mod longitudinal tunggal. Prinsip pemilihan mod BRAGG BRAGG (VBG) pukal adalah serupa dengan laser semikonduktor dan serat sempit laser yang disebutkan sebelumnya, iaitu, dengan menggunakan VBG sebagai elemen penapis, berdasarkan selektiviti spektrum yang baik dan selektiviti sudut yang panjang.
Pada masa yang sama, beberapa kaedah pemilihan mod longitudinal boleh digabungkan mengikut keperluan untuk meningkatkan ketepatan pemilihan mod longitudinal, selanjutnya menyempitkan linewidth, atau meningkatkan intensiti persaingan mod dengan memperkenalkan transformasi kekerapan tak linear dan cara lain, dan mengembangkan panjang gelombang output laser semasa beroperasi dalam linewidth sempit,Laser semikonduktordanlaser serat.
(4) Brillouin Laser
Laser Brillouin didasarkan pada kesan penyebaran Brillouin (SBS) yang dirangsang untuk mendapatkan bunyi yang rendah, teknologi output linewidth sempit, prinsipnya adalah melalui foton dan interaksi medan akustik dalaman untuk menghasilkan peralihan frekuensi tertentu stokes foton, dan terus diperkuatkan dalam jalur lebar keuntungan.
Rajah 8 menunjukkan gambarajah tahap penukaran SBS dan struktur asas laser Brillouin.
Oleh kerana kekerapan getaran yang rendah dari medan akustik, peralihan frekuensi brillouin bahan biasanya hanya 0.1-2 cm-1, jadi dengan laser 1064 nm sebagai cahaya pam, panjang gelombang stokes yang dihasilkan seringkali hanya kira-kira 1064.01 nm, tetapi ini juga bermakna bahawa kecekapan kuantumnya sangat tinggi. Di samping itu, kerana Brillouin memperoleh linewidth medium biasanya hanya dari urutan MHz-GHz (Brillouin memperoleh linewidth dari beberapa media pepejal hanya kira-kira 10 mHz), ia jauh lebih rendah daripada linewidth keuntungan laser. rongga, dan lebar garis keluarannya adalah beberapa pesanan magnitud yang lebih sempit daripada lebar garis pam. Pada masa ini, Brillouin Laser telah menjadi hotspot penyelidikan dalam bidang fotonik, dan terdapat banyak laporan mengenai perintah HZ dan sub-Hz output linewidth yang sangat sempit.
Dalam tahun -tahun kebelakangan ini, peranti Brillouin dengan struktur gelombang telah muncul dalam bidangFotonik gelombang mikro, dan berkembang pesat ke arah pengurangan, integrasi yang tinggi dan resolusi yang lebih tinggi. Di samping itu, laser Brillouin yang berlari ruang berdasarkan bahan kristal baru seperti Diamond juga telah memasuki penglihatan rakyat dalam tempoh dua tahun yang lalu, penemuan inovatifnya dalam kuasa struktur gelombang dan kesesakan SBS cascade, kuasa laser Brillouin hingga 10 W magnitud, meletakkan asas untuk memperluaskan permohonannya.
Persimpangan umum
Dengan penerokaan pengetahuan canggih yang berterusan, laser linewidth sempit telah menjadi alat yang sangat diperlukan dalam penyelidikan saintifik dengan prestasi cemerlang mereka, seperti ligo interferometer laser untuk pengesanan gelombang graviti, yang menggunakan linewidth sempit tunggallaserDengan panjang gelombang 1064 nm sebagai sumber benih, dan linewidth cahaya benih berada dalam 5 kHz. Di samping itu, laser lebar sempit dengan panjang gelombang yang boleh disesuaikan dan tiada lompat mod juga menunjukkan potensi aplikasi yang hebat, terutamanya dalam komunikasi yang koheren, yang dapat memenuhi keperluan pembahagian panjang gelombang multiplexing (WDM) atau pembahagian frekuensi (FDM) untuk keterujaan panjang (atau kekerapan), dan dijangka menjadi peranti teras teknologi komunikasi mudah alih yang seterusnya.
Pada masa akan datang, inovasi bahan laser dan teknologi pemprosesan akan terus mempromosikan pemampatan linewidth laser, peningkatan kestabilan kekerapan, pengembangan jarak panjang gelombang dan peningkatan kuasa, membuka jalan bagi penerokaan manusia dunia yang tidak diketahui.
Masa Post: Nov-29-2023