Tuningprincipe van afstembare halfgeleiderlaser (afstembare laser)

Afstemming principe vanInstelbare halfgeleiderlaser(Afstembare laser)

Tunable Semiconductor Laser is een soort laser die de golflengte van laseruitgang in een bepaald bereik continu kan veranderen. Tunable halfgeleiderlaser neemt thermische afstemming, elektrische afstemming en mechanische afstemming aan om de holtengte, roosterreflectiespectrum, fase en andere variabelen aan te passen om golflengtafstemming te bereiken. Dit soort laser heeft een breed scala aan toepassingen in optische communicatie, spectroscopie, detectie, medische en andere velden. Figuur 1 toont de basissamenstelling van eeninstelbare laser, inclusief de lichtstoename -eenheid, de FP -holte samengesteld uit de voor- en achterspiegels en de selectiefilterunit van de optische modus. Ten slotte kan het optische modusfilter door de lengte van de reflectieholte aan te passen, de output van de golflengte -selectie.

Fig.1

Afstemmingsmethode en de afleiding ervan

Het afstemmingsprincipe van afstembaarhalfgeleider LasersHangt vooral af van het wijzigen van de fysieke parameters van de laserresonator om continue of discrete veranderingen in de uitgangslasergolflengte te bereiken. Deze parameters omvatten, maar zijn niet beperkt tot, brekingsindex, holte lengte en modusselectie. De volgende beschrijft verschillende gemeenschappelijke afstemmingsmethoden en hun principes:

1. Tuning van de dragerinjectie

Tuning van de dragerinjectie is het wijzigen van de brekingsindex van het materiaal door de stroom te wijzigen die in het actieve gebied van de halfgeleiderlaser wordt geïnjecteerd, om afstemming van de golflengte te bereiken. Wanneer de stroom toeneemt, neemt de dragerconcentratie in het actieve gebied toe, wat resulteert in een verandering in brekingsindex, die op zijn beurt de lasergolflengte beïnvloedt.

2. Thermische afstemming thermische afstemming is het wijzigen van de brekingsindex en de lengte van het materiaal door de bedrijfstemperatuur van de laser te veranderen, om afstemming van de golflengte te bereiken. Veranderingen in temperatuur beïnvloeden de brekingsindex en de fysieke grootte van het materiaal.

3. Mechanische afstemming van mechanische afstemming is het bereiken van golflengtafstemming door de positie of hoek van de externe optische elementen van de laser te wijzigen. Gemeenschappelijke mechanische afstemmingsmethoden omvatten het veranderen van de hoek van het diffractierooster en het verplaatsen van de positie van de spiegel.

4 Elektro-optische afstemming elektro-optische afstemming wordt bereikt door een elektrisch veld aan te brengen op een halfgeleidermateriaal om de brekingsindex van het materiaal te wijzigen, waardoor de afstemming van de golflengte wordt bereikt. Deze methode wordt vaak gebruikt inelektro-optische modulatoren (Eom) en elektro-optisch afgestemde lasers.

Samenvattend realiseert het afstemmingsprincipe van afstembare halfgeleiderlaser voornamelijk de afstemming van de golflengte door de fysieke parameters van de resonator te wijzigen. Deze parameters omvatten brekingsindex, holteslengte en modusselectie. Specifieke afstemmingsmethoden zijn onder meer dragerinjectie, thermische afstemming, mechanische afstemming en elektro-optische afstemming. Elke methode heeft zijn eigen specifieke fysieke mechanisme en wiskundige afleiding, en de selectie van de juiste afstemmingsmethode moet worden overwogen volgens de specifieke toepassingsvereisten, zoals afstemmingsbereik, afstemmingssnelheid, resolutie en stabiliteit.