Smalle lijnbreedte lasertechnologie deel twee
In 1960 was 's werelds eerste Ruby-laser een laser van vaste toestand, gekenmerkt door een hoge uitgangsenergie en een bredere golflengtedekking. De unieke ruimtelijke structuur van laser van vaste toestand maakt het flexibeler in het ontwerp van smalle lijnbreedte-uitgang. Momenteel omvatten de belangrijkste methoden die worden geïmplementeerd, een korte holtemethode, eenrichtingsringholtemethode, de standaardmethode van de intracavity, de torsie-pendulummodus holtemethode, het volume Bragg-roostermethode en de zaadinjectiemethode.
Figuur 7 toont de structuur van verschillende typische lasers met een vaste staten met één langheid.
Afbeelding 7 (a) toont het werkingsprincipe van selectie van enkele longitudinale modus op basis van de FP-standaard in de cavity, dat wil zeggen dat het smalle lijnbreedte-transmissiespectrum van de standaard wordt gebruikt om het verlies van andere longitudinale modi te vergroten, zodat andere longitudinale modi worden uitgefilterd in het modusconcurrentieproces vanwege hun kleine transmissie, dus om enkele longitudinale modus te bereiken. Bovendien kan een bepaald bereik van de uitgangsuitgang van de golflengte worden verkregen door de hoek en temperatuur van de FP -standaard te regelen en het longitudinale modusinterval te wijzigen. Fig. 7 (b) en (c) tonen de niet-planaire ring-oscillator (NPRO) en de torsiependelmodusholtemethode die wordt gebruikt om een enkele longitudinale modusuitgang te verkrijgen. Het werkende principe is om de bundel zich in een enkele richting in de resonator te laten voortplanten, effectief de ongelijke ruimtelijke verdeling van het aantal omgekeerde deeltjes in de gewone staande golfholte elimineren en dus de invloed van het ruimtelijke brandende effect van gat te vermijden om een enkele longitudinale modus te bereiken. Het principe van bulk Bragg Grating (VBG) -modusselectie is vergelijkbaar met dat van de eerder genoemde halfgeleider- en vezel smalle lijnbreedte lasers, dat wil zeggen, door VBG te gebruiken als een filterelement, gebaseerd op zijn goede spectrale selectiviteit en hoekselectiviteit, de oscillator-oscillaten bij een specifieke golflengte of band om de rol van longitudinale modus te bereiken, zoals getoond in figuur 7 (d).
Tegelijkertijd kunnen verschillende longitudinale modus -selectiemethoden worden gecombineerd volgens de behoeften om de selectie -nauwkeurigheid van de longitudinale modus te verbeteren, de lijnbreedte verder te beperken of de modusconcurrentie -intensiteit te vergroten door niet -lineaire frequentietransformatie en andere middelen te introduceren, en de uitvoergolflengte van de laser uit te breiden terwijl hij in een smalle lijn werkt, die moeilijk is om te doen voorhalfgeleiderlaserEnVezellasers.
(4) Brillouin -laser
Brillouin -laser is gebaseerd op gestimuleerd brillouin -verstrooiing (SBS) -effect om lage ruis te verkrijgen, smalle lijnbreedte -uitgangstechnologie, het principe is via het foton en de interne akoestische veldinteractie om een bepaalde frequentieverschuiving van Stokes -fotonen te produceren en wordt continu versterkt binnen de versterkingsbandbreedte.
Figuur 8 toont het niveau -diagram van SBS -conversie en de basisstructuur van de Brillouin -laser.
Vanwege de lage trillingsfrequentie van het akoestische veld, is de brillouinefrequentieverschuiving van het materiaal meestal slechts 0,1-2 cm-1, dus met 1064 nm laser als het pomplicht als de gegenereerde Stokes-golflengte is vaak slechts ongeveer 1064,01 nm, maar dit betekent ook dat de kwantumconversie-efficiëntie extreem hoog is (tot 99,99% in theorie). Omdat de winst-lijnbreedte van Brillouin van het medium meestal alleen alleen is in de volgorde van MH Uitgangslijnbreedte is verschillende orden van grootte smaller dan de pomplijnbreedte. Op dit moment is Brillouin Laser een onderzoekshotspot in het fotonische veld geworden, en er zijn veel rapporten geweest over de Hz- en Sub-Hz-volgorde van extreem smalle lijnbreedte-output.
In de afgelopen jaren zijn Brillouin -apparaten met golfgeleiderstructuur naar voren gekomen op het gebied vanmagnetronfotonicaen ontwikkelen zich snel in de richting van miniaturisatie, hoge integratie en hogere resolutie. Bovendien is de ruimte-lopende Brillouin-laser op basis van nieuwe kristalmaterialen zoals Diamond de afgelopen twee jaar ook de visie van mensen ingegaan, de innovatieve doorbraak in de kracht van de golfgeleiderstructuur en de Cascade SBS-knelpunt, de kracht van de Brillouin-laser tot 10 W-magnitude, de basis voor het uitbreiden van de toepassing ervan.
Algemene kruising
Met de continue verkenning van geavanceerde kennis zijn smalle lijnbreedte-lasers een onmisbaar hulpmiddel geworden in wetenschappelijk onderzoek met hun uitstekende prestaties, zoals de laserinterferometer-ligo voor gravitatiegolfdetectie, die een enkele frequent smalle lijnbreedte gebruiktlaserMet een golflengte van 1064 nm als een zaadbron en de lijnbreedte van het zaadlicht is binnen 5 kHz. Bovendien vertonen smal-breedte-lasers met golflengte-instelbaar en No Mode Jump ook een geweldig toepassingspotentieel, vooral in coherente communicatie, die perfect kunnen voldoen aan de behoeften van de golflengte-divisie multiplexing (WDM) of frequentie-divisie multiplexing (FDM) voor golflengte (of frequentie) afvalbaarheid en wordt verwacht dat het het kernapparaat van de mobiele communicatietechnologie wordt.
In de toekomst zal de innovatie van lasermaterialen en verwerkingstechnologie de compressie van laserlijnbreedte, de verbetering van de frequentiestabiliteit, de uitbreiding van het golflengtebereik en de verbetering van de macht verder bevorderen, die de weg vrijmaken voor menselijke verkenning van de onbekende wereld.
Posttijd: 29-2023