De ontwikkelingstrend van lasers met een smalle lijnbreedte

De ontwikkelingstrend vansmalle lijnbreedte laser
De evolutie van de laserfeedbackmodus in lasers met een smalle lijnbreedte is de evolutie van de structuur van de laserresonantieholte. Hieronder zullen we verschillende configuraties van lasertechnologieën met een smalle lijnbreedte introduceren in de volgorde van de evolutie van laserresonatoren.

1. Configuratie met één hoofdholte. Dit type laser kan worden onderverdeeld in een lineaire holte (klassieke configuratie, eenvoudige en efficiënte structuur) en een ringvormige holte (waarbij ruimtelijke gatvorming wordt voorkomen en gebruik wordt gemaakt van een voortplantend golfveld). De niet-planaire ringresonator (NPRO) wordt specifiek genoemd in de context van de ringresonator, die een speciaal en zeer stabiel voortplantend golfveld gebruikt.laserVanuit het perspectief van de caviteitslengte kan onderscheid worden gemaakt tussen korte caviteiten (gemakkelijk te implementeren met een enkele longitudinale modus SLM, maar met een brede intrinsieke lijnbreedte en hoge ruis) en lange caviteiten (inherentsmalle lijnbreedte(maar de implementatie van SLM-werking is een technische moeilijkheid).

2. Configuratie met terugkoppeling via één externe holte. Deze configuratie is bedoeld om de problemen van een korte fotoninteractietijd en de lastige eliminatie van spontane emissie in een enkele hoofdholte op te lossen. Dit wordt bereikt door fotonen te filteren en terug te koppelen via een externe holte om de lijnbreedte te verkleinen. Vroege klassieke structuren omvatten externe holtes van het Littrow- en Littman-Metcalf-type die gebruikmaken van roosters. De technische moeilijkheid van deze configuratie ligt in de faseaanpassing tussen de hoofdholte en de externe holte.
3. Twee geïntegreerde hoofdholteconfiguraties gebaseerd op Bragg-roosters:

DFB-laserConfiguratie: Door de Bragg-structuur te combineren met een actief gebied en een faseverschuivingsgebied te introduceren, wordt een hogere integratie, stabiliteit en bruikbaarheid bereikt, en wordt de golflengtedrift van de DBR verbeterd. De technische moeilijkheid zit hem in de verwerking van de roosterstructuur (zoals de secundaire epitaxiale RGF-DFB en de oppervlakte-etsmethode SG-DFB voor halfgeleider-DFB).
DBR-laserconfiguratie: vervangt traditionele spiegels door periodieke passieve Bragg-structuren, die filtereigenschappen hebben en eenvoudig te implementeren zijn in SLM's met korte caviteiten. Afhankelijk van het versterkingsmedium kan onderscheid worden gemaakt tussen halfgeleider-DBR (met goede procescompatibiliteit) en vezel-DBR (afhankelijk van vezelverwerkings- en dopingtechnologie).

Om de lijnbreedte van de korte hoofdholte (zoals bij DFB/DBR) verder te verkleinen, wordt een samengestelde buitenholtestructuur gebruikt. De vorm van de buitenholte is meegeëvolueerd met de technologische ontwikkelingen:
Externe ruimteholte: vroege hoofdvormen, waaronder roosters (Littrow/Littman) en diverse optische filters (zoals de FP-standaard).
Externe glasvezelholte: door gebruik te maken van uitsluitend glasvezelcomponenten (zoals glasvezelcircuits, FBG's, glasvezel-FP-holtes, enz.) zijn de integratie en de anti-interferentiecapaciteit sterker.
Externe golfgeleiderholte: Micro-nanoverwerking op basis van halfgeleidermaterialen zoals Si en Si3N4, waardoor het systeem compacter en stabieler wordt.

Tot slot introduceert dit artikel de configuratie van opto-elektronische oscillerende lasers, een speciale vorm van feedback, zoals de PDH-frequentiestabilisatietechnologie. Door elektrische negatieve feedback te gebruiken om de laserfrequentie te vergrendelen aan een zeer stabiele referentiebron, kan een extreem hoge frequentiestabiliteit worden bereikt. Het systeem is echter complex, kostbaar en de golflengteflexibiliteit is beperkt.