De belangrijkste technische route voor afstemmbare lasers met een smalle lijnbreedte.

De belangrijkste technische route vanafstemmbare lasers met smalle lijnbreedte

De belangrijkste technische routes van afstembaarlasers met een smalle lijnbreedtemet halfgeleider buitenholtes

Afstemmbare lasers met een smalle lijnbreedte vormen de basis voor uiteenlopende toepassingen in vakgebieden zoals atoomfysica, spectroscopie, kwantuminformatie, coherente communicatie, teledetectie en precisiemetingen. In deze vakgebieden zullen eenvoudigere, goedkopere lasers met een smallere lijnbreedte en een groter afstembaar bereik nieuwe toepassingen van deze technologie blijven stimuleren.

De geschiedenis van de afgelopen 50 jaarinstelbare lichtbronTLS Laser heeft grotendeels de ontwikkeling van lasertechnologie weerspiegeld. De eerste kleurstoflasers zijn vervangen door diodelasers met een externe caviteit (ECDL's), terwijl systemen met hoog vermogen worden gedomineerd door afstemmbare solid-state lasers (zoals titanium-saffierlasers) of frequentiegeconverteerde Nd:YAG-lasers met optische parametrische oscillatoren (OPO's). Diodelasers zonder stabiele externe caviteit hebben het goedkope en minder krachtige segment van de markt gevuld met commerciële DFB-lasers en DBR-diodes, met lijnbreedtes van slechts 500 kHz. Recentelijk zijn fiberlasers en fiberlasers met variabele frequentie begonnen veel solid-state systemen te vervangen door verschillende ontwerpen, die een hoger vermogen en een grotere afstembaarheid, of smallere lijnbreedtes, bieden. Tegenwoordig maakt de opkomst van frequentiekammen het mogelijk om frequentiegestabiliseerde lasers te realiseren bij elke golflengte met behoud van uitstekende stabiliteit en nauwkeurigheid. Desondanks blijft de externe caviteit een belangrijk onderdeel van de lasertechnologie.halfgeleiderlaserHet behoudt nog steeds zijn status als veelgebruikte lichtbron in veel laboratoria vanwege zijn eenvoud, multifunctionaliteit, respectabele prestaties en zeer lage kosten.

Momenteel worden afstemmbare lasers met een smalle lijnbreedte en halfgeleiders in de externe caviteit op grote schaal toegepast in:

Laserkoeling en -opvang

Bose-Einstein condensatie

Kwantumoptica: gecomprimeerd licht

Elektromagnetisch transparant en langzaam licht

Tijd- en frequentienormen

Laserspectroscopie

Afstembare lasers met een smalle lijnbreedte bestaan ​​doorgaans uit een controller, een laserdiode en een frequentieselectiemodule. Voorbeelden hiervan zijn roosters die worden gebruikt voor laserfrequentieselectie en -afstemming, of filters gebaseerd op de kattenoogstructuur. De belangrijkste kenmerken van afstembare lasers met een smalle lijnbreedte en een externe caviteit zijn een smalle laserlijnbreedte, een lage frequentiedrift en een breed afstemgebied. Deze uitstekende eigenschappen zijn afhankelijk van een zeer goed laserstuurcircuit, de algehele mechanische stabiliteit van de laser en het principe van frequentieselectie. Om een ​​hogere frequentiestabiliteit van de laser te bereiken, kunnen verschillende soorten laserfrequentievergrendelingsmodules worden toegevoegd. Door bijvoorbeeld PDH-frequentiestabilisatietechnologie te gebruiken om de lasergolflengte te vergrendelen op de optisch superstabiele caviteit, kan de lijnbreedte van de laser worden versmald tot een niveau van 1 Hz en kan de frequentiestabiliteit < 3 × 10⁻¹⁵ @ 1 s bereiken.