Teknologi Laser Lebar Garis Sempit Bahagian Kedua
Pada tahun 1960, laser delima pertama di dunia ialah laser keadaan pepejal, dicirikan oleh tenaga keluaran yang tinggi dan liputan panjang gelombang yang lebih luas.Struktur spatial unik laser keadaan pepejal menjadikannya lebih fleksibel dalam reka bentuk output lebar talian sempit.Pada masa ini, kaedah utama yang dilaksanakan termasuk kaedah rongga pendek, kaedah rongga gelang sehala, kaedah piawai dalam rongga, kaedah rongga mod pendulum kilasan, kaedah parut Bragg isipadu dan kaedah suntikan benih.
Rajah 7 menunjukkan struktur beberapa laser keadaan pepejal mod tunggal-membujur biasa.
Rajah 7(a) menunjukkan prinsip kerja pemilihan mod membujur tunggal berdasarkan piawaian FP dalam rongga, iaitu, spektrum penghantaran lebar talian sempit piawai digunakan untuk meningkatkan kehilangan mod membujur lain, supaya mod membujur lain ditapis keluar dalam proses persaingan mod kerana penghantarannya yang kecil, untuk mencapai operasi mod membujur tunggal.Di samping itu, julat output penalaan panjang gelombang tertentu boleh diperolehi dengan mengawal Sudut dan suhu standard FP dan menukar selang mod membujur.GAMBAR.7(b) dan (c) menunjukkan pengayun gelang bukan satah (NPRO) dan kaedah rongga mod bandul kilasan yang digunakan untuk mendapatkan keluaran mod membujur tunggal.Prinsip kerja adalah untuk membuat rasuk merambat dalam satu arah dalam resonator, dengan berkesan menghapuskan taburan spatial yang tidak sekata bilangan zarah terbalik dalam rongga gelombang berdiri biasa, dan dengan itu mengelakkan pengaruh kesan pembakaran lubang spatial untuk mencapai a output mod longitudinal tunggal.Prinsip pemilihan mod kisi Bragg pukal (VBG) adalah serupa dengan semikonduktor dan laser lebar garis sempit gentian yang dinyatakan sebelum ini, iaitu, dengan menggunakan VBG sebagai elemen penapis, berdasarkan selektiviti spektrum yang baik dan selektiviti Sudut, pengayun. berayun pada panjang gelombang atau jalur tertentu untuk mencapai peranan pemilihan mod membujur, seperti ditunjukkan dalam Rajah 7(d).
Pada masa yang sama, beberapa kaedah pemilihan mod membujur boleh digabungkan mengikut keperluan untuk meningkatkan ketepatan pemilihan mod membujur, menyempitkan lagi lebar talian, atau meningkatkan intensiti persaingan mod dengan memperkenalkan transformasi frekuensi tak linear dan cara lain, dan mengembangkan panjang gelombang keluaran laser semasa beroperasi dalam garis lebar yang sempit, yang sukar dilakukan untuklaser semikonduktordanlaser gentian.
(4) Laser Brillouin
Laser Brillouin adalah berdasarkan kesan penyebaran Brillouin (SBS) yang dirangsang untuk mendapatkan hingar yang rendah, teknologi keluaran lebar talian yang sempit, prinsipnya adalah melalui foton dan interaksi medan akustik dalaman untuk menghasilkan anjakan frekuensi tertentu foton Stokes, dan secara berterusan dikuatkan dalam mendapat lebar jalur.
Rajah 8 menunjukkan rajah tahap penukaran SBS dan struktur asas laser Brillouin.
Oleh kerana frekuensi getaran rendah medan akustik, anjakan frekuensi Brillouin bahan biasanya hanya 0.1-2 cm-1, jadi dengan laser 1064 nm sebagai cahaya pam, panjang gelombang Stokes yang dihasilkan selalunya hanya kira-kira 1064.01 nm, tetapi ini juga bermakna kecekapan penukaran kuantumnya adalah sangat tinggi (sehingga 99.99% secara teori).Di samping itu, kerana lebar garisan keuntungan Brillouin bagi medium biasanya hanya mengikut urutan MHZ-ghz (lebar garisan keuntungan Brillouin bagi sesetengah media pepejal hanya kira-kira 10 MHz), ia jauh lebih rendah daripada lebar garis keuntungan bahan kerja laser. daripada susunan 100 GHz, jadi, The Stokes teruja dalam laser Brillouin boleh menunjukkan fenomena penyempitan spektrum yang jelas selepas penguatan berganda dalam rongga, dan lebar talian keluarannya adalah beberapa pesanan magnitud lebih sempit daripada lebar garis pam.Pada masa ini, laser Brillouin telah menjadi tempat tumpuan penyelidikan dalam bidang fotonik, dan terdapat banyak laporan mengenai susunan Hz dan sub-Hz bagi keluaran lebar talian yang sangat sempit.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, peranti Brillouin dengan struktur pandu gelombang telah muncul dalam bidangfotonik gelombang mikro, dan sedang berkembang pesat ke arah pengecilan, penyepaduan tinggi dan resolusi lebih tinggi.Di samping itu, laser Brillouin yang berjalan di angkasa lepas berdasarkan bahan kristal baharu seperti berlian juga telah memasuki penglihatan orang ramai dalam tempoh dua tahun yang lalu, penemuan inovatifnya dalam kuasa struktur pandu gelombang dan halangan SBS lata, kuasa laser Brillouin. kepada magnitud 10 W, meletakkan asas untuk mengembangkan penggunaannya.
Simpang am
Dengan penerokaan berterusan pengetahuan termaju, laser lebar garis sempit telah menjadi alat yang sangat diperlukan dalam penyelidikan saintifik dengan prestasi cemerlangnya, seperti interferometer laser LIGO untuk pengesanan gelombang graviti, yang menggunakan lebar garis sempit frekuensi tunggallaserdengan panjang gelombang 1064 nm sebagai sumber benih, dan lebar garis cahaya benih berada dalam 5 kHz.Di samping itu, laser lebar sempit dengan panjang gelombang boleh ditala dan tiada mod melompat juga menunjukkan potensi aplikasi yang hebat, terutamanya dalam komunikasi koheren, yang dapat memenuhi keperluan pemultipleksan pembahagian panjang gelombang (WDM) atau pembahagian frekuensi (FDM) dengan sempurna untuk panjang gelombang (atau frekuensi). ) kebolehsesuaian, dan dijangka menjadi peranti teras teknologi komunikasi mudah alih generasi akan datang.
Pada masa hadapan, inovasi bahan laser dan teknologi pemprosesan akan terus menggalakkan pemampatan lebar garis laser, peningkatan kestabilan frekuensi, pengembangan julat panjang gelombang dan peningkatan kuasa, membuka jalan untuk penerokaan manusia di dunia yang tidak diketahui.
Masa siaran: Nov-29-2023