Udvikling og markedsstatus for justerbar laser Del to

Udvikling og markedsstatus for justerbar laser (del to)

Arbejdsprincip forjusterbar laser

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

Fra et realiseringsteknologisk perspektiv er justerbar laser hovedsageligt opdelt i: strømstyringsteknologi, temperaturstyringsteknologi og mekanisk styringsteknologi.
Blandt dem er elektronisk styringsteknologi til at opnå bølgelængdejustering ved at ændre injektionsstrømmen, med NS-niveau tuninghastighed, bred tuningbåndbredde, men lille udgangseffekt, baseret på elektronisk styringsteknologi primært SG-DBR (sampling grating DBR) og GCSR laser (auxiliary grating directional coupling backward-sampling reflection). Temperaturstyringsteknologien ændrer laserens udgangsbølgelængde ved at ændre brydningsindekset for laserens aktive 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-teknologi (mikroelektromekanisk system) for at fuldføre valget af bølgelængde med stor justerbar båndbredde og høj udgangseffekt. De vigtigste strukturer baseret på mekanisk styringsteknologi er DFB (distribueret feedback), ECL (ekstern kavitetslaser) og VCSEL (vertikal kavitetsoverfladeemitterende laser). Ud fra disse aspekter forklares princippet bag justerbare lasere.

Optisk kommunikationsapplikation

Afstemmelig laser er en vigtig optoelektronisk enhed i en ny generation af tætte bølgelængdemultiplekseringssystemer og fotonudveksling i fuldt optiske netværk. Dens anvendelse øger kapaciteten, fleksibiliteten og skalerbarheden af ​​optiske fibertransmissionssystemer betydeligt og har realiseret kontinuerlig eller kvasikontinuerlig afstemning i et bredt bølgelængdeområde.
Virksomheder og forskningsinstitutioner over hele verden promoverer aktivt forskning og udvikling af justerbare lasere, og der gøres konstant nye fremskridt på dette område. Ydeevnen af ​​justerbare lasere forbedres konstant, og omkostningerne reduceres konstant. I øjeblikket er justerbare lasere hovedsageligt opdelt i to kategorier: justerbare halvlederlasere og justerbare fiberlasere.
Halvlederlaserer en vigtig lyskilde i optiske kommunikationssystemer, som har egenskaber som lille størrelse, let vægt, høj konverteringseffektivitet, strømbesparelse osv., og som er nem at opnå enkeltchip optoelektronisk integration med andre enheder. Den kan opdeles i justerbar distribueret feedbacklaser, distribueret Bragg-spejllaser, mikromotorisk system vertikal kavitetsoverfladeemitterende laser og ekstern kavitetshalvlederlaser.
Udviklingen af ​​den justerbare fiberlaser som forstærkningsmedium og udviklingen af ​​halvlederlaserdioder som pumpekilde har i høj grad fremmet udviklingen af ​​fiberlasere. Den justerbare laser er baseret på den doterede fibers forstærkningsbåndbredde på 80 nm, og filterelementet tilføjes til sløjfen for at styre laserbølgelængden og realisere bølgelængdejusteringen.
Udviklingen af ​​justerbare halvlederlasere er meget aktiv i verden, og fremskridtene er også meget hurtige. Efterhånden som justerbare 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 fuldt optiske netværk.

Udviklingsudsigt
Der findes mange typer justerbare lasere, som generelt er udviklet ved yderligere at introducere bølgelængdejusteringsmekanismer baseret på forskellige enkeltbølgelængdelasere, og nogle produkter er blevet leveret til markedet internationalt. Ud over udviklingen af ​​kontinuerlige optiske justerbare lasere er der også rapporteret om justerbare lasere med integrerede andre funktioner, såsom den justerbare laser integreret med en enkelt VCSEL-chip og en elektrisk absorptionsmodulator, og laseren integreret med en prøvegitter-Bragg-reflektor og en halvlederoptisk forstærker og en elektrisk absorptionsmodulator.
Fordi den bølgelængdejusterbare laser er meget udbredt, kan den justerbare laser med forskellige strukturer anvendes i forskellige systemer, og hver har fordele og ulemper. Ekstern kavitetshalvlederlaser kan bruges som en bredbåndsjusterbar lyskilde i præcisionstestinstrumenter på grund af dens høje udgangseffekt og kontinuerlige justerbare bølgelængde. Fra perspektivet af fotonintegration og imødekommelse af det fremtidige fuldt optiske netværk kan prøvegitter-DBR, superstruktureret gitter-DBR og justerbare lasere integreret med modulatorer og forstærkere være lovende justerbare lyskilder til Z.
Fibergitterjusterbar laser med eksternt hulrum er også en lovende type lyskilde med en simpel struktur, smal linjebredde og nem fiberkobling. Hvis EA-modulatoren kan integreres i hulrummet, kan den også bruges som en højhastighedsjusterbar optisk solitonkilde. Derudover har justerbare fiberlasere baseret på fiberlasere gjort betydelige fremskridt i de senere år. Det kan forventes, at ydeevnen af ​​justerbare lasere i optiske kommunikationslyskilder vil blive yderligere forbedret, og at markedsandelen gradvist vil stige med meget lyse anvendelsesmuligheder.