Heddiw, byddwn yn cyflwyno laser “monochromatig” i'r eithaf - laser llinell cul. Mae ei ymddangosiad yn llenwi'r bylchau mewn llawer o feysydd cymhwyso laser, ac yn ystod y blynyddoedd diwethaf fe'i defnyddiwyd yn helaeth mewn canfod tonnau disgyrchiant, liDAR, synhwyro gwasgaredig, cyfathrebu optegol cydlynol cyflym a meysydd eraill, sy'n “genhadaeth” na all fod. wedi'i gwblhau yn unig trwy wella pŵer laser.
Beth yw laser linewidth cul?
Mae'r term "lled llinell" yn cyfeirio at led llinell sbectrol y laser yn y parth amledd, sydd fel arfer yn cael ei fesur yn nhermau lled llawn hanner brig y sbectrwm (FWHM). Mae'r linewidth yn cael ei effeithio'n bennaf gan ymbelydredd digymell atomau neu ïonau cynhyrfus, sŵn cyfnod, dirgryniad mecanyddol y cyseinydd, jitter tymheredd a ffactorau allanol eraill. Y lleiaf yw gwerth lled y llinell, yr uchaf yw purdeb y sbectrwm, hynny yw, y gorau yw monocromatigrwydd y laser. Fel arfer ychydig iawn o sŵn cam neu amlder sydd gan laserau â nodweddion o'r fath ac ychydig iawn o sŵn dwysedd cymharol. Ar yr un pryd, y lleiaf yw gwerth lled llinellol y laser, y cryfaf yw'r cydlyniad cyfatebol, sy'n cael ei amlygu fel hyd cydlyniad hynod o hir.
Gwireddu a chymhwyso laser llinell cul
Wedi'i gyfyngu gan linell enillion cynhenid sylwedd gweithio'r laser, mae bron yn amhosibl gwireddu allbwn y laser cul trwy ddibynnu ar yr oscillator traddodiadol ei hun. Er mwyn gwireddu gweithrediad laser linewidth cul, fel arfer mae angen defnyddio hidlwyr, gratio a dyfeisiau eraill i gyfyngu neu ddewis y modwlws hydredol yn y sbectrwm cynnydd, cynyddu'r gwahaniaeth enillion net rhwng y moddau hydredol, fel bod yna a ychydig neu hyd yn oed un osgiliad modd hydredol yn y cyseinydd laser. Yn y broses hon, yn aml mae angen rheoli dylanwad sŵn ar yr allbwn laser, a lleihau ehangu llinellau sbectrol a achosir gan newidiadau dirgryniad a thymheredd yr amgylchedd allanol; Ar yr un pryd, gellir ei gyfuno hefyd â dadansoddiad o ddwysedd sbectrol sŵn cyfnod neu amlder i ddeall ffynhonnell y sŵn a gwneud y gorau o ddyluniad y laser, er mwyn cyflawni allbwn sefydlog y laser llinell cul.
Gadewch i ni edrych ar wireddu gweithrediad llinell cul nifer o wahanol gategorïau o laserau.
Mae gan laserau lled-ddargludyddion fanteision maint cryno, effeithlonrwydd uchel, bywyd hir a buddion economaidd.
Y cyseinydd optegol Fabry-Perot (FP) a ddefnyddir yn draddodiadollaserau lled-ddargludyddionyn gyffredinol yn oscillates mewn modd aml-hydredol, ac mae lled y llinell allbwn yn gymharol eang, felly mae angen cynyddu'r adborth optegol i gael allbwn lled llinell gul.
Mae adborth wedi'i ddosbarthu (DFB) ac adlewyrchiad Bragg wedi'i Ddosbarthu (DBR) yn ddau laser lled-ddargludyddion adborth optegol mewnol nodweddiadol. Oherwydd y traw gratio bach a'r dewis tonfedd da, mae'n hawdd cyflawni allbwn llinellolth cul amledd sengl sefydlog. Y prif wahaniaeth rhwng y ddau strwythur yw lleoliad y gratio: mae'r strwythur DFB fel arfer yn dosbarthu strwythur cyfnodol y gratio Bragg trwy'r cyseinydd, ac mae resonator y DBR fel arfer yn cynnwys y strwythur gratio adlewyrchiad a'r rhanbarth ennill wedi'i integreiddio i mewn. yr wyneb diwedd. Yn ogystal, mae laserau DFB yn defnyddio rhwyllau wedi'u mewnosod gyda gwrthgyferbyniad mynegai plygiannol isel ac adlewyrchedd isel. Mae laserau DBR yn defnyddio rhwyllau arwyneb gyda gwrthgyferbyniad indecs plygiant uchel ac adlewyrchedd uchel. Mae gan y ddau strwythur ystod sbectrol fawr am ddim a gallant berfformio tiwnio tonfedd heb naid modd yn yr ystod o ychydig o nanometrau, lle mae gan y laser DBR ystod tiwnio ehangach na'rlaser DFB. Yn ogystal, mae'r dechnoleg adborth optegol ceudod allanol, sy'n defnyddio elfennau optegol allanol i roi adborth ar y golau sy'n mynd allan o'r sglodion laser lled-ddargludyddion a dewis yr amlder, hefyd yn gallu gwireddu gweithrediad cul y laser lled-ddargludyddion.
(2) laserau ffibr
Mae gan laserau ffibr effeithlonrwydd trosi pwmp uchel, ansawdd trawst da ac effeithlonrwydd cyplu uchel, sef y pynciau ymchwil poeth yn y maes laser. Yng nghyd-destun yr oes wybodaeth, mae gan laserau ffibr gydnawsedd da â systemau cyfathrebu ffibr optegol cyfredol yn y farchnad. Mae'r laser ffibr amledd sengl gyda manteision lled llinell gul, sŵn isel a chydlyniad da wedi dod yn un o gyfeiriadau pwysig ei ddatblygiad.
Gweithrediad modd hydredol sengl yw craidd laser ffibr i gyflawni allbwn lled llinell gul, fel arfer yn ôl strwythur y resonator o laser ffibr amledd sengl gellir ei rannu'n fath DFB, math DBR a math cylch. Yn eu plith, mae egwyddor weithredol laserau ffibr amledd sengl DFB a DBR yn debyg i egwyddor laserau lled-ddargludyddion DFB a DBR.
Fel y dangosir yn Ffigur 1, laser ffibr DFB yw ysgrifennu gratio Bragg wedi'i ddosbarthu i'r ffibr. Oherwydd bod y cyfnod ffibr yn effeithio ar donfedd gweithio'r oscillator, gellir dewis y modd hydredol trwy adborth dosbarthedig y gratio. Mae cyseinydd laser DBR laser fel arfer yn cael ei ffurfio gan bâr o gratiau Bragg ffibr, ac mae'r modd hydredol sengl yn cael ei ddewis yn bennaf gan fand cul a rhwyll Bragg ffibr adlewyrchedd isel. Fodd bynnag, oherwydd ei resonator hir, strwythur cymhleth a diffyg mecanwaith gwahaniaethu amledd effeithiol, mae ceudod siâp cylch yn dueddol o hercian modd, ac mae'n anodd gweithio'n sefydlog yn y modd hydredol cyson am amser hir.
Ffigur 1, Dau strwythur llinellol nodweddiadol o amledd sengllaserau ffibr
Amser postio: Tachwedd-27-2023