Heddiw, byddwn yn cyflwyno laser “monocromatig” i'r laser eithaf cul - cul. Mae ei ymddangosiad yn llenwi'r bylchau mewn llawer o feysydd cymhwysiad laser, ac yn ystod y blynyddoedd diwethaf fe'i defnyddiwyd yn helaeth wrth ganfod tonnau disgyrchiant, LIDAR, synhwyro dosbarthedig, cyfathrebu optegol cydlynol cyflym a meysydd eraill, sy'n “genhadaeth” na ellir ei gwblhau yn unig trwy wella pŵer laser.
Beth yw laser lled llinell cul?
Mae'r term “lled llinell” yn cyfeirio at led llinell sbectrol y laser yn y parth amledd, sydd fel arfer yn cael ei feintioli yn nhermau lled llawn hanner brig y sbectrwm (FWHM). Effeithir yn bennaf ar y lled -linell gan ymbelydredd digymell atomau neu ïonau cyffrous, sŵn cyfnod, dirgryniad mecanyddol y cyseinydd, jitter tymheredd a ffactorau allanol eraill. Po leiaf yw gwerth lled y llinell, po uchaf yw purdeb y sbectrwm, hynny yw, y gorau yw monocromatigrwydd y laser. Fel rheol, ychydig iawn o sŵn cyfnod neu amledd sydd gan laserau sydd â nodweddion o'r fath ac ychydig iawn o sŵn dwyster cymharol. Ar yr un pryd, y lleiaf yw gwerth lled llinol y laser, y cryfaf yw'r cydlyniant cyfatebol, sy'n cael ei amlygu fel hyd cydlyniant hir iawn.
Gwireddu a chymhwyso laser lled llinell cul
Wedi'i gyfyngu gan led llinell enillion cynhenid sylwedd gweithio'r laser, mae bron yn amhosibl gwireddu allbwn y laser lled -llinell cul yn uniongyrchol trwy ddibynnu ar yr oscillator traddodiadol ei hun. Er mwyn gwireddu gweithrediad laser lled -llinell cul, fel rheol mae angen defnyddio hidlwyr, gratio a dyfeisiau eraill i gyfyngu neu ddewis y modwlws hydredol yn y sbectrwm ennill, cynyddu'r gwahaniaeth enillion net rhwng y dulliau hydredol, fel bod ychydig neu hyd yn oed un osciliad modd hydredol yn yr atseiniwr laser. Yn y broses hon, yn aml mae angen rheoli dylanwad sŵn ar yr allbwn laser, a lleihau ehangu llinellau sbectrol a achosir gan ddirgryniad a newidiadau tymheredd yr amgylchedd allanol; Ar yr un pryd, gellir ei gyfuno hefyd â'r dadansoddiad o ddwysedd sbectrol sŵn cyfnod neu amledd i ddeall ffynhonnell sŵn a gwneud y gorau o ddyluniad y laser, er mwyn sicrhau allbwn sefydlog y laser lled -llinell cul.
Gadewch i ni edrych ar wireddu gweithrediad lled -linell cul sawl categori gwahanol o laserau.
Mae gan laserau lled -ddargludyddion fanteision maint cryno, effeithlonrwydd uchel, oes hir a buddion economaidd.
Y cyseinydd optegol Fabry-Perot (FP) a ddefnyddir yn draddodiadollaserau lled -ddargludyddionYn gyffredinol yn pendilio yn y modd aml-longwedd, ac mae lled y llinell allbwn yn gymharol eang, felly mae'n angenrheidiol cynyddu'r adborth optegol i gael allbwn lled y llinell gul.
Mae adborth dosbarthedig (DFB) ac adlewyrchiad Bragg wedi'i ddosbarthu (DBR) yn ddau laser lled -ddargludyddion adborth optegol mewnol nodweddiadol. Oherwydd y traw gratio bach a detholusrwydd tonfedd dda, mae'n hawdd cyflawni allbwn lled-linell cul un amledd sefydlog. Y prif wahaniaeth rhwng y ddau strwythur yw lleoliad y gratiad: mae'r strwythur DFB fel arfer yn dosbarthu strwythur cyfnodol y gratiad bragg trwy'r cyseinydd, ac mae cyseinydd y DBR fel arfer yn cynnwys y strwythur gratio adlewyrchu a'r rhanbarth ennill wedi'i integreiddio i'r wyneb diwedd. Yn ogystal, mae laserau DFB yn defnyddio rhwyllau gwreiddio gyda chyferbyniad mynegai plygiannol isel ac adlewyrchiad isel. Mae laserau DBR yn defnyddio rhwyllau wyneb gyda chyferbyniad mynegai plygiannol uchel a myfyrdod uchel. Mae gan y ddau strwythur ystod sbectrol fawr am ddim a gallant berfformio tiwnio tonfedd heb neidio modd yn yr ystod o ychydig nanometrau, lle mae gan y laser DBR ystod tiwnio ehangach na'rLaser dfb. Yn ogystal, gall y dechnoleg adborth optegol ceudod allanol, sy'n defnyddio elfennau optegol allanol i adborth golau allblyg y sglodyn laser lled -ddargludyddion a dewis yr amledd, hefyd wireddu gweithrediad lled -linell cul y laser lled -ddargludyddion.
(2) laserau ffibr
Mae laserau ffibr yn cael 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 un amledd gyda manteision lled llinell gul, sŵn isel a chydlyniant da wedi dod yn un o gyfeiriadau pwysig ei ddatblygiad.
Gweithrediad modd hydredol sengl yw craidd laser ffibr i gyflawni allbwn lled llinell cul, fel arfer yn ôl strwythur y cyseinydd laser ffibr amledd sengl gellir ei rannu'n fath DFB, math DBR a math cylch. Yn eu plith, mae egwyddor weithredol laserau ffibr un amledd DFB a DBR yn debyg i egwyddor laserau lled-ddargludyddion DFB a DBR.
Fel y dangosir yn Ffigur 1, mae laser ffibr DFB i ysgrifennu gratiad Bragg dosbarthedig i'r ffibr. Oherwydd bod y cyfnod ffibr yn effeithio ar donfedd gweithio'r oscillator, gellir dewis y modd hydredol trwy adborth dosbarthedig y gratiad. Mae cyseinydd laser laser DBR fel arfer yn cael ei ffurfio gan bâr o ratiadau bragg ffibr, a dewisir y modd hydredol sengl yn bennaf gan fand cul a rhwyllau bragg ffibr adlewyrchiad isel. Fodd bynnag, oherwydd ei gyseinydd hir, strwythur cymhleth a diffyg mecanwaith gwahaniaethu amledd effeithiol, mae ceudod siâp cylch yn dueddol o hopian 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 Post: Tach-27-2023