Prinsip penalaan laser semikonduktor boleh tala (Laser boleh tala)

Prinsip penalaan bagiLaser semikonduktor boleh tala(Laser boleh tala)

Laser semikonduktor boleh tala ialah sejenis laser yang boleh mengubah panjang gelombang output laser secara berterusan dalam julat tertentu. Laser semikonduktor boleh tala menggunakan penalaan haba, penalaan elektrik dan penalaan mekanikal untuk melaraskan panjang rongga, spektrum pantulan parutan, fasa dan pembolehubah lain untuk mencapai penalaan panjang gelombang. Laser jenis ini mempunyai pelbagai aplikasi dalam komunikasi optik, spektroskopi, penderiaan, perubatan dan bidang lain. Rajah 1 menunjukkan komposisi asas sesuatulaser boleh tala, termasuk unit penguatan cahaya, rongga FP yang terdiri daripada cermin hadapan dan belakang, dan unit penapis pemilihan mod optik. Akhir sekali, dengan melaraskan panjang rongga pantulan, penapis mod optik boleh mencapai output pemilihan panjang gelombang.

RAJAH 1

Kaedah penalaan dan terbitannya

Prinsip penalaan boleh talalaser semikonduktorterutamanya bergantung pada perubahan parameter fizikal resonator laser untuk mencapai perubahan berterusan atau diskret dalam panjang gelombang laser output. Parameter ini termasuk, tetapi tidak terhad kepada, indeks biasan, panjang rongga dan pemilihan mod. Berikut adalah butiran beberapa kaedah penalaan biasa dan prinsipnya:

1. Penalaan suntikan pembawa

Penalaan suntikan pembawa adalah untuk mengubah indeks biasan bahan dengan mengubah arus yang disuntik ke dalam kawasan aktif laser semikonduktor, untuk mencapai penalaan panjang gelombang. Apabila arus meningkat, kepekatan pembawa di kawasan aktif meningkat, mengakibatkan perubahan dalam indeks biasan, yang seterusnya mempengaruhi panjang gelombang laser.

2. Penalaan haba Penalaan haba adalah untuk mengubah indeks biasan dan panjang rongga bahan dengan mengubah suhu operasi laser, untuk mencapai penalaan panjang gelombang. Perubahan suhu mempengaruhi indeks biasan dan saiz fizikal bahan.

3. Penalaan mekanikal Penalaan mekanikal adalah untuk mencapai penalaan panjang gelombang dengan mengubah kedudukan atau Sudut elemen optik luaran laser. Kaedah penalaan mekanikal yang biasa termasuk mengubah Sudut kisi pembelauan dan menggerakkan kedudukan cermin.

4 Penalaan elektro-optik Penalaan elektro-optik dicapai dengan menggunakan medan elektrik pada bahan semikonduktor untuk mengubah indeks biasan bahan tersebut, sekali gus mencapai penalaan panjang gelombang. Kaedah ini biasanya digunakan dalammodulator elektro-optik (EOM) dan laser yang ditala secara elektro-optik.

Secara ringkasnya, prinsip penalaan laser semikonduktor boleh tala terutamanya merealisasikan penalaan panjang gelombang dengan mengubah parameter fizikal resonator. Parameter ini termasuk indeks biasan, panjang rongga, dan pemilihan mod. Kaedah penalaan khusus termasuk penalaan suntikan pembawa, penalaan haba, penalaan mekanikal dan penalaan elektro-optik. Setiap kaedah mempunyai mekanisme fizikal khusus dan terbitan matematiknya sendiri, dan pemilihan kaedah penalaan yang sesuai perlu dipertimbangkan mengikut keperluan aplikasi khusus, seperti julat penalaan, kelajuan penalaan, resolusi dan kestabilan.