Развој и тржишни статус подесивог ласера, други део

Развој и тржишни статус подесивог ласера ​​(други део)

Принцип радаподесиви ласер

Постоје отприлике три принципа за постизање подешавања таласне дужине ласера. Већинаподесиви ласерикористе радне супстанце са широким флуоресцентним линијама. Резонатори који чине ласер имају веома мале губитке само у веома уском опсегу таласних дужина. Стога је прво промена таласне дужине ласера ​​променом таласне дужине која одговара области малих губитака резонатора помоћу неких елемената (као што је решетка). Друго је померање енергетског нивоа ласерског прелаза променом неких спољних параметара (као што су магнетно поље, температура итд.). Треће је коришћење нелинеарних ефеката за постизање трансформације и подешавања таласне дужине (видети нелинеарна оптика, стимулисано Раманово расејање, удвостручавање оптичке фреквенције, оптичка параметарска осцилација). Типични ласери који припадају првом режиму подешавања су ласери са бојама, хризоберил ласери, ласери са центром боје, подесиви гасни ласери високог притиска и подесиви ексимер ласери.

Подесив ласер са становишта технологије реализације углавном се дели на: технологију контроле струје, технологију контроле температуре и технологију механичке контроле.
Међу њима, технологија електронске контроле постиже подешавање таласне дужине променом струје убризгавања, са брзином подешавања на нивоу NS, широким пропусним опсегом подешавања, али малом излазном снагом, заснованом на технологији електронске контроле углавном SG-DBR (DBR са решетком за узорковање) и GCSR ласеру (помоћна решетка са усмереним спрезањем и рефлексијом узорковања уназад). Технологија контроле температуре мења излазну таласну дужину ласера ​​променом индекса преламања активног подручја ласера. Технологија је једноставна, али спора и може се подесити са уском ширином опсега од само неколико nm. Главне технологије засноване на технологији контроле температуре су...ДФБ ласер(дистрибуирана повратна спрега) и DBR ласер (дистрибуирана Брегова рефлексија). Механичка контрола се углавном заснива на MEMS (микро-електромеханички систем) технологији како би се завршио избор таласне дужине, са великим подесивим пропусним опсегом и високом излазном снагом. Главне структуре засноване на технологији механичке контроле су DFB (дистрибуирана повратна спрега), ECL (ласер са спољном шупљином) и VCSEL (ласер са вертикалном шупљином који емитује површину). Следи објашњење принципа подесивих ласера ​​из ових аспеката.

Примена оптичке комуникације

Подесив ласер је кључни оптоелектронски уређај у новој генерацији система за густо мултиплексирање таласних дужина и размену фотона у потпуно оптичкој мрежи. Његова примена значајно повећава капацитет, флексибилност и скалабилност система преноса оптичких влакана и омогућила је континуирано или квазиконтинуирано подешавање у широком опсегу таласних дужина.
Компаније и истраживачке институције широм света активно промовишу истраживање и развој подесивих ласера, и у овој области се стално постиже нови напредак. Перформансе подесивих ласера ​​се стално побољшавају, а трошкови се стално смањују. Тренутно се подесиви ласери углавном деле у две категорије: полупроводнички подесиви ласери и подесиви влакнасти ласери.
Полупроводнички ласерје важан извор светлости у оптичком комуникационом систему, који има карактеристике мале величине, мале тежине, високе ефикасности конверзије, уштеде енергије итд., и лако се постиже оптоелектронска интеграција једног чипа са другим уређајима. Може се поделити на подесиви дистрибуирани ласер са повратном спрегом, дистрибуирани ласер са Бреговим огледалом, ласер са микромоторним системом са вертикалном шупљином и полупроводнички ласер са спољном шупљином.
Развој подесивог влакнастог ласера ​​као медијума за појачање и развој полупроводничке ласерске диоде као извора пумпе значајно је унапредио развој влакнастих ласера. Подесив ласер је базиран на пропусном опсегу појачања од 80 нм допираног влакна, а филтерски елемент је додат у петљу како би се контролисала таласна дужина ласера ​​и остварило подешавање таласне дужине.
Развој подесивих полупроводничких ласера ​​је веома активан у свету, а напредак је такође веома брз. Како се подесиви ласери постепено приближавају ласерима са фиксном таласном дужином у погледу трошкова и перформанси, они ће се неизбежно све више користити у комуникационим системима и играти важну улогу у будућим потпуно оптичким мрежама.

Перспектива развоја
Постоји много врста подесивих ласера, који се генерално развијају даљим увођењем механизама за подешавање таласне дужине на основу различитих ласера ​​са једном таласном дужином, а неки производи су испоручени на међународно тржиште. Поред развоја континуираних оптичких подесивих ласера, објављени су и подесиви ласери са интегрисаним другим функцијама, као што су подесиви ласер интегрисан са једним VCSEL чипом и модулатором електричне апсорпције, и ласер интегрисан са Браговим рефлектором са решетком узорка и полупроводничким оптичким појачавачем и модулатором електричне апсорпције.
Пошто се ласер са подесивом таласном дужином широко користи, подесиви ласер различитих структура може се применити на различите системе, а сваки има предности и мане. Спољни полупроводнички ласер са шупљином може се користити као широкопојасни подесиви извор светлости у прецизним инструментима за тестирање због своје високе излазне снаге и континуално подесиве таласне дужине. Са становишта интеграције фотона и испуњавања будуће потпуно оптичке мреже, DBR са решетком узорка, DBR са суперструктурираном решетком и подесиви ласери интегрисани са модулаторима и појачавачима могу бити обећавајући подесиви извори светлости за Z.
Подесив ласер са влакнастом решетком и спољашњом шупљином је такође обећавајућа врста извора светлости, која има једноставну структуру, уску ширину линије и лако повезивање влакана. Ако се EA модулатор може интегрисати у шупљину, може се користити и као брзи подесиви оптички солитонски извор. Поред тога, подесиви влакнасти ласери засновани на влакнастим ласерима су постигли значајан напредак последњих година. Може се очекивати да ће се перформансе подесивих ласера ​​у изворима светлости за оптичку комуникацију додатно побољшати, а тржишни удео ће постепено расти, са веома светлим изгледима за примену.