Datblygiad a statws marchnad laser tiwnadwy Rhan dau

Datblygiad a statws marchnad laser tiwnadwy (Rhan dau)

Egwyddor gweithiolaser tiwnadwy

Mae yna dair egwyddor fras ar gyfer cyflawni tiwnio tonfedd laser.laserau tiwnadwydefnyddio sylweddau gweithio gyda llinellau fflwroleuol llydan. Mae gan y resonatoriaid sy'n ffurfio'r laser golledion isel iawn dros ystod tonfedd gul iawn yn unig. Felly, y cyntaf yw newid tonfedd y laser trwy newid y donfedd sy'n cyfateb i'r rhanbarth colled isel o'r resonator gan rai elfennau (megis grat). Yr ail yw symud lefel ynni'r trawsnewidiad laser trwy newid rhai paramedrau allanol (megis maes magnetig, tymheredd, ac ati). Y trydydd yw defnyddio effeithiau anlinellol i gyflawni trawsnewid a thiwnio tonfedd (gweler opteg anlinellol, gwasgariad Raman wedi'i ysgogi, dyblu amledd optegol, osgiliad parametrig optegol). Laserau nodweddiadol sy'n perthyn i'r modd tiwnio cyntaf yw laserau llifyn, laserau chrysoberyl, laserau canol lliw, laserau nwy pwysedd uchel tiwnadwy a laserau excimer tiwnadwy.

O safbwynt technoleg gwireddu, mae laser tiwnadwy wedi'i rannu'n bennaf yn: technoleg rheoli cyfredol, technoleg rheoli tymheredd a thechnoleg rheoli mecanyddol.
Yn eu plith, mae'r dechnoleg rheoli electronig yn cyflawni tiwnio tonfedd trwy newid y cerrynt chwistrellu, gyda chyflymder tiwnio lefel NS, lled band tiwnio eang, ond pŵer allbwn bach, yn seiliedig ar y dechnoleg rheoli electronig yn bennaf SG-DBR (gratio samplu DBR) a laser GCSR (coupling cyfeiriadol grating ategol adlewyrchiad samplu yn ôl). Mae'r dechnoleg rheoli tymheredd yn newid tonfedd allbwn y laser trwy newid mynegai plygiannol rhanbarth gweithredol y laser. Mae'r dechnoleg yn syml, ond yn araf, a gellir ei haddasu gyda lled band cul o ddim ond ychydig nm. Y prif rai sy'n seiliedig ar dechnoleg rheoli tymheredd ywLaser DFB(adborth dosbarthedig) a laser DBR (adlewyrchiad Bragg Dosbarthedig). Mae rheolaeth fecanyddol yn seiliedig yn bennaf ar dechnoleg MEMS (system micro-electro-fecanyddol) i gwblhau'r dewis o donfedd, gyda lled band addasadwy mawr, pŵer allbwn uchel. Y prif strwythurau sy'n seiliedig ar dechnoleg rheoli mecanyddol yw DFB (adborth dosbarthedig), ECL (laser ceudod allanol) a VCSEL (laser allyrru wyneb ceudod fertigol). Eglurir y canlynol o'r agweddau hyn ar egwyddor laserau tiwniadwy.

Cymhwysiad cyfathrebu optegol

Mae laser tiwnadwy yn ddyfais optoelectronig allweddol mewn cenhedlaeth newydd o system amlblecsio rhannu tonfedd dwys a chyfnewid ffoton mewn rhwydwaith holl-optegol. Mae ei gymhwysiad yn cynyddu capasiti, hyblygrwydd a graddadwyedd system drosglwyddo ffibr optegol yn fawr, ac mae wedi gwireddu tiwnio parhaus neu led-barhaus mewn ystod tonfedd eang.
Mae cwmnïau a sefydliadau ymchwil ledled y byd yn hyrwyddo ymchwil a datblygu laserau tiwnadwy yn weithredol, ac mae cynnydd newydd yn cael ei wneud yn gyson yn y maes hwn. Mae perfformiad laserau tiwnadwy yn gwella'n gyson a'r gost yn cael ei lleihau'n gyson. Ar hyn o bryd, mae laserau tiwnadwy wedi'u rhannu'n bennaf yn ddau gategori: laserau tiwnadwy lled-ddargludyddion a laserau ffibr tiwnadwy.
Laser lled-ddargludyddyn ffynhonnell golau bwysig mewn system gyfathrebu optegol, sydd â nodweddion maint bach, pwysau ysgafn, effeithlonrwydd trosi uchel, arbed pŵer, ac ati, ac mae'n hawdd cyflawni integreiddio optoelectronig sglodion sengl â dyfeisiau eraill. Gellir ei rannu'n laser adborth dosbarthedig tiwnadwy, laser drych Bragg dosbarthedig, laser allyrru wyneb ceudod fertigol system microfodur a laser lled-ddargludyddion ceudod allanol.
Mae datblygiad y laser ffibr tiwnadwy fel cyfrwng ennill a datblygiad y deuod laser lled-ddargludyddion fel ffynhonnell pwmp wedi hyrwyddo datblygiad laserau ffibr yn fawr. Mae'r laser tiwnadwy yn seiliedig ar led band ennill 80nm y ffibr wedi'i dopio, ac mae'r elfen hidlo yn cael ei hychwanegu at y ddolen i reoli'r donfedd laserio a gwireddu'r tiwnio tonfedd.
Mae datblygiad laser lled-ddargludyddion tiwnadwy yn weithgar iawn yn y byd, ac mae'r cynnydd hefyd yn gyflym iawn. Wrth i laserau tiwnadwy agosáu'n raddol at laserau tonfedd sefydlog o ran cost a pherfformiad, byddant yn anochel yn cael eu defnyddio fwyfwy mewn systemau cyfathrebu a byddant yn chwarae rhan bwysig mewn rhwydweithiau holl-optegol yn y dyfodol.

Rhagolygon datblygu
Mae yna lawer o fathau o laserau tiwniadwy, sydd fel arfer yn cael eu datblygu trwy gyflwyno mecanweithiau tiwnio tonfedd ymhellach ar sail amrywiol laserau tonfedd sengl, ac mae rhai nwyddau wedi'u cyflenwi i'r farchnad yn rhyngwladol. Yn ogystal â datblygu laserau tiwniadwy optegol parhaus, mae laserau tiwniadwy gyda swyddogaethau eraill integredig hefyd wedi'u hadrodd, megis y laser tiwniadwy wedi'i integreiddio ag un sglodion o VCSEL a modiwleiddiwr amsugno trydanol, a'r laser wedi'i integreiddio ag adlewyrchydd Bragg grating sampl ac ymhelaethydd optegol lled-ddargludyddion a modiwleiddiwr amsugno trydanol.
Gan fod y laser tiwniadwy tonfedd yn cael ei ddefnyddio'n helaeth, gellir defnyddio laser tiwniadwy amrywiol strwythurau i wahanol systemau, ac mae gan bob un fanteision ac anfanteision. Gellir defnyddio laser lled-ddargludyddion ceudod allanol fel ffynhonnell golau tiwniadwy band eang mewn offerynnau profi manwl gywir oherwydd ei bŵer allbwn uchel a'i donfedd tiwniadwy barhaus. O safbwynt integreiddio ffotonau a chwrdd â rhwydwaith holl-optegol y dyfodol, gall DBR gratio sampl, DBR gratio uwchstrwythuredig a laserau tiwniadwy wedi'u hintegreiddio â modiwleidyddion ac amplifiers fod yn ffynonellau golau tiwniadwy addawol ar gyfer Z.
Mae laser tiwnadwy gratio ffibr gyda cheudod allanol hefyd yn fath addawol o ffynhonnell golau, sydd â strwythur syml, lled llinell gul a chyplu ffibr hawdd. Os gellir integreiddio'r modiwleiddiwr EA yn y ceudod, gellir ei ddefnyddio hefyd fel ffynhonnell soliton optegol tiwnadwy cyflymder uchel. Yn ogystal, mae laserau ffibr tiwnadwy sy'n seiliedig ar laserau ffibr wedi gwneud cynnydd sylweddol yn ystod y blynyddoedd diwethaf. Gellir disgwyl y bydd perfformiad laserau tiwnadwy mewn ffynonellau golau cyfathrebu optegol yn gwella ymhellach, a bydd y gyfran o'r farchnad yn cynyddu'n raddol, gyda rhagolygon cymhwysiad disglair iawn.