Udvikling og markedsstatus for tunbar laser Anden del

Udvikling og markedsstatus for tunbar laser (Del to)

Arbejdsprincip forindstillelig laser

Der er groft sagt tre principper for at opnå laserbølgelængdejustering. Mestafstembare laserebrug arbejdsstoffer med brede fluorescerende linjer. De resonatorer, der udgør laseren, har kun meget lave tab over et meget snævert bølgelængdeområde. Derfor er den første at ændre laserens bølgelængde ved at ændre bølgelængden svarende til resonatorens område med lavt tab med nogle elementer (såsom et gitter). Den anden er at skifte energiniveauet for laserovergangen ved at ændre nogle eksterne parametre (såsom magnetfelt, temperatur osv.). Den tredje er brugen af ​​ikke-lineære effekter for at opnå bølgelængdetransformation og tuning (se ikke-lineær optik, stimuleret Raman-spredning, optisk frekvensfordobling, optisk parametrisk oscillation). Typiske lasere, der tilhører den første tuning-tilstand, er farvelasere, chrysoberyllasere, farvecenterlasere, tunbare højtryksgaslasere og tunbare excimerlasere.

Tunbar laser fra realiseringsteknologiens perspektiv er hovedsageligt opdelt i: nuværende kontrolteknologi, temperaturkontrolteknologi og mekanisk kontrolteknologi.
Blandt dem er den elektroniske styringsteknologi at opnå bølgelængdejustering ved at ændre injektionsstrømmen med NS-niveau tuning hastighed, bred tuning båndbredde, men lille udgangseffekt, baseret på den elektroniske styringsteknologi hovedsageligt SG-DBR (sampling grating DBR) og GCSR-laser (hjælpegitter retningskobling bagud-sampling refleksion). Temperaturstyringsteknologien ændrer laserens udgangsbølgelængde ved at ændre brydningsindekset for det laseraktive område. Teknologien er enkel, men langsom, og kan justeres med en smal båndbredde på kun få nm. De vigtigste baseret på temperaturstyringsteknologi erDFB laser(distribueret feedback) og DBR-laser (Distribueret Bragg-refleksion). Mekanisk styring er hovedsageligt baseret på MEMS (mikro-elektro-mekanisk system) teknologi for at fuldføre valget af bølgelængde, med stor justerbar båndbredde, høj udgangseffekt. De vigtigste strukturer baseret på mekanisk styringsteknologi er DFB (distribueret feedback), ECL (ekstern hulrumslaser) og VCSEL (vertical cavity surface emitting laser). Det følgende forklares ud fra disse aspekter af princippet om afstembare lasere.

Optisk kommunikationsapplikation

Tunbar laser er en vigtig optoelektronisk enhed i en ny generation af tætte bølgelængdedelingsmultipleksingssystem og fotonudveksling i et helt optisk netværk. Dens anvendelse øger i høj grad kapaciteten, fleksibiliteten og skalerbarheden af ​​optisk fibertransmissionssystem og har realiseret kontinuerlig eller kvasi-kontinuerlig tuning i et bredt bølgelængdeområde.
Virksomheder og forskningsinstitutioner rundt om i verden fremmer aktivt forskning og udvikling af afstembare lasere, og der sker konstant nye fremskridt på dette område. Ydeevnen af ​​afstembare lasere forbedres konstant, og omkostningerne reduceres konstant. På nuværende tidspunkt er afstembare lasere hovedsageligt opdelt i to kategorier: halvlederafstembare lasere og afstembare fiberlasere.
Halvleder laserer en vigtig lyskilde i optisk kommunikationssystem, som har egenskaber af lille størrelse, let vægt, høj konverteringseffektivitet, strømbesparelse osv., og er let at opnå enkelt chip optoelektronisk integration med andre enheder. Den kan opdeles i afstembar distribueret feedback-laser, distribueret Bragg-spejllaser, mikromotorsystems vertikal hulrumsoverfladeemitterende laser og ekstern hulrumshalvlederlaser.
Udviklingen af ​​den afstembare fiberlaser som forstærkningsmedium og udviklingen af ​​halvlederlaserdioden som pumpekilde har i høj grad fremmet udviklingen af ​​fiberlasere. Den afstembare laser er baseret på 80nm forstærkningsbåndbredden af ​​den doterede fiber, og filterelementet føjes til løkken for at kontrollere laserbølgelængden og realisere bølgelængdejusteringen.
Udviklingen af ​​tunbar halvlederlaser er meget aktiv i verden, og fremskridtene er også meget hurtige. Efterhånden som afstembare lasere gradvist nærmer sig lasere med fast bølgelængde med hensyn til omkostninger og ydeevne, vil de uundgåeligt blive brugt mere og mere i kommunikationssystemer og spille en vigtig rolle i fremtidige optiske netværk.

Udviklingsmuligheder
Der findes mange typer af afstembare lasere, som generelt udvikles ved yderligere at introducere bølgelængdejusteringsmekanismer på basis af forskellige enkeltbølgelængdelasere, og nogle varer er blevet leveret til markedet internationalt. Ud over udviklingen af ​​kontinuerlige optiske tunbare lasere er tunerbare lasere med integrerede andre funktioner også blevet rapporteret, såsom den tunerbare laser integreret med en enkelt chip af VCSEL og en elektrisk absorptionsmodulator, og laseren integreret med en prøvegitter Bragg-reflektor og en optisk halvlederforstærker og en elektrisk absorptionsmodulator.
Fordi den afstembare bølgelængdelaser er meget udbredt, kan den indstillelige laser af forskellige strukturer anvendes på forskellige systemer, og hver har fordele og ulemper. Halvlederlaser med ekstern kavitet kan bruges som en bredbånds afstembar lyskilde i præcisionstestinstrumenter på grund af dens høje udgangseffekt og kontinuerlige afstembare bølgelængde. Fra perspektivet af fotonintegration og mødet med det fremtidige helt optiske netværk, kan prøvegitter DBR, overstruktureret gitter DBR og afstembare lasere integreret med modulatorer og forstærkere være lovende afstembare lyskilder til Z.
Fibergitter afstembar laser med eksternt hulrum er også en lovende slags lyskilde, som har enkel struktur, smal linjebredde og nem fiberkobling. Hvis EA-modulatoren kan integreres i hulrummet, kan den også bruges som en højhastigheds afstembar optisk solitonkilde. Desuden har afstembare fiberlasere baseret på fiberlasere gjort betydelige fremskridt i de senere år. Det kan forventes, at ydeevnen af ​​afstembare lasere i optiske kommunikationslyskilder vil blive yderligere forbedret, og markedsandelen vil gradvist stige med meget lyse anvendelsesmuligheder.