Ласерска технологија уске ширине, други део
Године 1960., први рубин ласер на свету био је ласер у чврстом стању, који је карактерисао висока излазна енергија и шира покривеност таласне дужине. Јединствена просторна структура ласера у чврстом стању чини га флексибилнијим у дизајну излаза уске ширине линије. Тренутно, главне методе које се примењују укључују методу кратке шупљине, методу једносмерне прстенасте шупљине, стандардну методу унутар шупљине, методу торзионог клатна, методу запреминске Брегове решетке и методу убризгавања семена.
На слици 7 приказана је структура неколико типичних једно-лонгитудиналних ласера у чврстом стању.
На слици 7(а) приказан је принцип рада избора појединачног уздужног мода заснованог на стандарду ФП у шупљини, односно, уски спектар ширине линије стандарда се користи за повећање губитка других уздужних модова, тако да други лонгитудинални модови се филтрирају у процесу такмичења у режиму због своје мале трансмитантности, како би се постигао рад у једном уздужном режиму. Поред тога, одређени опсег излазног подешавања таласне дужине може се добити контролом угла и температуре ФП стандарда и променом интервала лонгитудиналног мода. Фиг. 7(б) и (ц) приказују непланарни прстенасти осцилатор (НПРО) и метод шупљине торзионог клатна који се користи за добијање једног излаза уздужног мода. Принцип рада је да се сноп шири у једном правцу у резонатору, ефикасно елиминише неравномерну просторну дистрибуцију броја обрнутих честица у обичној шупљини стојећег таласа и на тај начин избегава утицај ефекта сагоревања просторне рупе како би се постигао излаз у једном уздужном моду. Принцип избора режима масовне Брегове решетке (ВБГ) сличан је оном код полупроводничких и ласера уске ширине влакана поменутих раније, односно коришћењем ВБГ-а као филтерског елемента, на основу његове добре спектралне селективности и селективности угла, осцилатор осцилује на одређеној таласној дужини или опсегу да би постигао улогу избора уздужног мода, као што је приказано на слици 7(д).
Истовремено, неколико метода избора уздужног режима може се комбиновати у складу са потребама да се побољша тачност избора уздужног режима, додатно сузи ширина линије или повећа интензитет конкуренције модова увођењем нелинеарне трансформације фреквенције и других средстава, и проширење излазне таласне дужине ласер док ради у уској линији, што је тешко изводљивополупроводнички ласерифибер ласери.
(4) Бриллоуин ласер
Бриллоуин ласер је заснован на ефекту стимулисаног Брилуеновог расејања (СБС) да би се добио ниски шум, уска излазна технологија уске линије, његов принцип је кроз интеракцију фотона и унутрашњег акустичног поља да произведе одређени помак фреквенције Стоксових фотона, и континуирано се појачава унутар добити пропусни опсег.
На слици 8 приказан је дијаграм нивоа СБС конверзије и основна структура Брилуеновог ласера.
Због ниске фреквенције вибрација акустичног поља, Брилуенов померај фреквенције материјала је обично само 0,1-2 цм-1, тако да са ласером од 1064 нм као светлом пумпе, генерисана Стоксова таласна дужина је често само око 1064,01 нм, али ово такође значи да је његова ефикасност квантне конверзије изузетно висока (до 99,99% у теорији). Поред тога, пошто је ширина линије појачања Бриллоуин-а у медијуму обично само реда МХЗ-гхз (Бриллоуин-ова ширина линије појачања неких чврстих медија је само око 10 МХз), она је далеко мања од ширине линије појачања радне супстанце ласера реда величине 100 ГХз, тако да Стокес побуђен у Брилуеновом ласеру може показати очигледан феномен сужавања спектра након вишеструког појачања у шупљини, а ширина његове излазне линије је неколико редова величине ужа од ширине линије пумпе. Тренутно, Бриллоуин ласер је постао жариште истраживања у области фотонике, а било је много извештаја о Хз и суб-Хз редоследу изузетно уске излазне ширине линије.
Последњих година, Брилуенови уређаји са таласоводном структуром су се појавили у областимикроталасна фотоника, и брзо се развијају у правцу минијатуризације, високе интеграције и веће резолуције. Поред тога, свемирски Бриллоуин ласер заснован на новим кристалним материјалима као што је дијамант такође је ушао у визију људи у последње две године, његов иновативни продор у снази структуре таласовода и каскадно СБС уско грло, снага Бриллоуин ласера до 10 В магнитуде, постављајући темеље за проширење његове примене.
Генерални чвор
Уз континуирано истраживање најновијих знања, ласери уске ширине линије постали су незаменљив алат у научним истраживањима са својим одличним перформансама, као што је ласерски интерферометар ЛИГО за детекцију гравитационих таласа, који користи једнофреквентну уску ширину линијеласерса таласном дужином од 1064 нм као извором семена, а ширина линије светлости семена је унутар 5 кХз. Поред тога, ласери уске ширине са подесивом таласном дужином и без скока режима такође показују велики потенцијал примене, посебно у кохерентним комуникацијама, које могу савршено да задовоље потребе мултиплексирања са поделом таласне дужине (ВДМ) или мултиплексирања са поделом фреквенције (ФДМ) за таласну дужину (или фреквенцију). ) подесивости, и очекује се да ће постати основни уређај следеће генерације технологије мобилне комуникације.
У будућности, иновације ласерских материјала и технологије обраде ће даље промовисати компресију ласерске ширине, побољшање стабилности фреквенције, проширење опсега таласних дужина и побољшање снаге, отварајући пут људском истраживању непознатог света.
Време поста: 29.11.2023