Narrow Linewidth Laser Technology Part Two
In u 1960, u primu laser di rubi in u mondu era un laser di u statu solidu, carattarizatu da una energia d'alta produzzione è una cobertura di lunghezza d'onda più larga. A struttura spaziale unica di u laser di u statu solidu a rende più flessibile in u disignu di a larghezza di linea stretta. Attualmente, i metudi principali implementati includenu u metudu di cavità corta, u metudu di cavità anellu unidirezionale, u metudu standard di intracavità, u metudu di cavità in modu di pendulu di torsione, u metudu di griglia Bragg di volumi è u metudu di iniezione di sementi.
A figura 7 mostra a struttura di parechji laser di u statu solidu tipicu di u modu unicu-longitudinal.
A figura 7 (a) mostra u principiu di travagliu di a selezzione di u modu longitudinale unicu basatu annantu à u standard FP in-cavità, vale à dì, u spettru di trasmissione strettu di u standard hè utilizatu per aumentà a perdita di altri modi longitudinali, in modu chì altri modi longitudinali. sò filtrati in u prucessu di cumpetizione di modu per via di a so piccula transmittance, in modu di ottene u funziunamentu di u modu longitudinale unicu. In più, una certa gamma di output tuning di lunghezza d'onda pò esse ottenuta da cuntrullà l'Angle è a temperatura di u standard FP è cambiendu l'intervallu di u modu longitudinale. FIG. 7 (b) è (c) mostranu l'oscillatore annullatu non-planar (NPRO) è u metudu di cavità in modu di pendulu torsionale utilizatu per ottene una sola uscita in modu longitudinale. U principiu di travagliu hè di fà chì u fasciu si propaghi in una sola direzzione in u risonatore, eliminà in modu efficace a distribuzione spaziale irregolare di u numeru di particelle invertite in a cavità d'onda stante ordinaria, è cusì evite l'influenza di l'effettu di brusgiatura di u foru spaziale per ottene un output unicu in modu longitudinale. U principiu di a selezzione di modalità di griglia di Bragg in massa (VBG) hè simile à quellu di i laser di larghezza di linea stretta di semiconductor è fibra mintuatu prima, vale à dì, usendu VBG cum'è elementu di filtru, basatu annantu à a so selettività spettrale bona è a selettività Angle, l'oscillatore. oscilla à una lunghezza d'onda specifica o banda per ottene u rolu di a selezzione di u modu longitudinale, cum'è mostra in a Figura 7 (d).
À u listessu tempu, parechji metudi di selezzione di u modu longitudinale ponu esse cumminati sicondu i bisogni per migliurà a precisione di selezzione di u modu longitudinale, restringe ulteriormente l'ampiezza di linea, o aumenta l'intensità di a cumpetizione di modu introducendu a trasfurmazioni di frequenza non lineari è altri mezi, è espansione a lunghezza d'onda di output di lu laser, mentri upirari in un linewidth strettu, chì hè difficiule à fà perlaser semiconductorèlaser di fibra.
(4) Laser Brillouin
U laser Brillouin hè basatu annantu à l'effettu di scattering Brillouin (SBS) stimulatu per ottene una tecnulugia di output di bassa rumore, larghezza di linea stretta, u so principiu hè attraversu u fotone è l'interazzione di u campu acusticu internu per pruduce un certu cambiamentu di frequenza di i fotoni Stokes, è hè continuamente amplificatu in u guadagnà larghezza di banda.
Figura 8 mostra u diagramma di livellu di cunversione SBS è a struttura basica di u laser Brillouin.
A causa di a freccia di vibrazione bassu di u campu acusticu, u cambiamentu di freccia di Brillouin di u materiale hè di solitu solu 0,1-2 cm-1, cusì cun laser 1064 nm cum'è u lume di pompa, a lunghezza d'onda di Stokes generata hè spessu solu circa 1064,01 nm, ma questu significa ancu chì a so efficienza di cunversione quantistica hè estremamente alta (finu à 99,99% in teoria). Inoltre, perchè u Brillouin guadagnà linewidth di u mediu hè di solitu solu di l'ordine di MHZ-ghz (u Brillouin gain linewidth di certi media solidi hè solu circa 10 MHz), hè assai menu di u guadagnu linewidth di a sustanza di travagliu laser. di l'ordine di 100 GHz, cusì, The Stokes eccitati in Brillouin laser pò mustrà un fenomenu di ristrizzione di spettru evidenti dopu amplificazione multipli in a cavità, è a so linea di output. a larghezza hè parechji ordini di grandezza più strette cà a larghezza di a linea di pompa. Attualmente, u laser Brillouin hè diventatu un hotspot di ricerca in u campu di a fotonica, è ci sò stati parechji rapporti nantu à l'ordine Hz è sub-Hz di output linewidth estremamente strettu.
In l'ultimi anni, i dispusitivi Brillouin cù struttura di guida d'onda sò apparsu in u campu difotonica à microonde, è si sviluppanu rapidamente in a direzzione di miniaturizazione, alta integrazione è risuluzione più alta. In più, u laser Brillouin spaziale basatu annantu à novi materiali di cristalli cum'è u diamante hè ancu intrutu in a visione di e persone in l'ultimi dui anni, u so innovatore innovativu in u putere di a struttura di guida d'onda è a cascata SBS bottleneck, u putere di u laser Brillouin. à 10 W magnitude, pusendu a fundazione per espansione a so applicazione.
junzione generale
Cù l'esplorazione continua di cunniscenze di punta, i laser di larghezza di linea stretta sò diventati un strumentu indispensabile in a ricerca scientifica cù u so eccellente rendimentu, cum'è l'interferometru laser LIGO per a rilevazione di l'onda gravitazionale, chì usa una larghezza di linea stretta di frequenza unica.lasercù una lunghezza d'onda di 1064 nm cum'è una fonte di sumente, è a larghezza di linea di a luce di sumente hè in 5 kHz. Inoltre, i laser di larghezza stretta cù lunghezza d'onda sintonizzabile è senza salto in modalità mostranu ancu un grande potenziale di applicazione, in particulare in cumunicazioni coerenti, chì ponu risponde perfettamente à i bisogni di multiplexing di divisione di lunghezza d'onda (WDM) o multiplexing di divisione di frequenza (FDM) per a lunghezza d'onda (o frequenza). ) tunability, è hè previstu di diventà u dispusitivu core di a prossima generazione di tecnulugia di cumunicazione mobile.
In u futuru, l'innuvazione di i materiali laser è a tecnulugia di trasfurmazioni prumove in più a cumpressione di a larghezza di linea laser, a migliurà di a stabilità di freccia, l'espansione di a gamma di lunghezze d'onda è a migliurà di u putere, aprendu a strada per l'esplorazione umana di u mondu scunnisciutu.
Tempu di post: 29-novembre-2023