Udvikling og markedsstatus for indstillelig laser del to

Udvikling og markedsstatus for indstillelig laser (del to)

Arbejdsprincip afindstillelig laser

Der er omtrent tre principper for at opnå laserbølgelængdeindstilling. Mestindstillelige lasereBrug arbejdsstoffer med brede fluorescerende linjer. Resonatorerne, der udgør laseren, har kun meget lave tab over et meget smalt bølgelængdeområde. Derfor er den første at ændre bølgelængden af ​​laseren ved at ændre bølgelængden svarende til det lave tabsregion af resonatoren med nogle elementer (såsom et gitter). Det andet er at flytte energiniveauet for laserovergangen ved at ændre nogle eksterne parametre (såsom magnetfelt, temperatur osv.). Den tredje er brugen af ​​ikke -lineære effekter for at opnå bølgelængde -transformation og indstilling (se ikke -lineær optik, stimuleret Raman -spredning, optisk frekvens fordobling, optisk parametrisk svingning). Typiske lasere, der tilhører den første indstillingstilstand, er farvestoflasere, chrysoberyl-lasere, farvecenterlasere, indstillelige højtryksgaslasere og indstillelige excimer-lasere.

Indstillet laser fra perspektivet af realiseringsteknologi er hovedsageligt opdelt i: nuværende kontrolteknologi, temperaturkontrolteknologi og mekanisk kontrolteknologi.
Blandt dem er den elektroniske kontrolteknologi at opnå bølgelængdeindstilling ved at ændre injektionsstrømmen med NS-niveau tuninghastighed, bred tuning båndbredde, men lille udgangseffekt, baseret på den elektroniske kontrolteknologi, der hovedsageligt er SG-DBR (prøveudtagning af gitter DBR) og GCSR-laser (auxiliary gitter retningsretning kobling tilbage bagud (sampling reflektion). Temperaturstyringsteknologien ændrer outputbølgelængden af ​​laseren ved at ændre brydningsindekset for den laseraktive region. Teknologien er enkel, men langsom og kan justeres med en smal båndbredde på kun et par NM. De vigtigste baseret på temperaturkontrolteknologi erDFB -laser(Distribueret feedback) og DBR -laser (distribueret Bragg -refleksion). Mekanisk kontrol er hovedsageligt baseret på MEMS (mikroelektro-mekanisk system) teknologi til at afslutte valg af bølgelængde med stor justerbar båndbredde, høj udgangseffekt. De vigtigste strukturer, der er baseret på mekanisk kontrolteknologi, er DFB (distribueret feedback), ECL (ekstern hulrumslaser) og VCSEL (lodret hulrumsoverflademitterende laser). Følgende forklares fra disse aspekter af princippet om indstillelige lasere.

Optisk kommunikationsapplikation

Tunable Laser er en nøgleoptoelektronisk enhed i en ny generation af tæt bølgelængde Division Multiplexing System og Photon Exchange i alt-optisk netværk. Dets anvendelse øger i høj grad kapaciteten, fleksibiliteten og skalerbarheden af ​​det optiske fiberoverførselssystem og har realiseret kontinuerlig eller kvasi-kontinuerlig tuning i et bredt bølgelængdeområde.
Virksomheder og forskningsinstitutioner over hele verden fremmer aktivt forskning og udvikling af indstillelige lasere, og der gøres konstant nye fremskridt på dette område. Ydelsen af ​​indstillelige lasere forbedres konstant, og omkostningerne reduceres konstant. På nuværende tidspunkt er indstillelige lasere hovedsageligt opdelt i to kategorier: halvleder indstillelige lasere og indstillelige fiberlasere.
Halvlederlaserer en vigtig lyskilde i det optiske kommunikationssystem, der har egenskaberne ved lille størrelse, let vægt, høj konverteringseffektivitet, effektbesparelse osv., Og er let at opnå enkelt chip -optoelektronisk integration med andre enheder. Det kan opdeles i indstillelige distribuerede feedback -laser, distribueret Bragg Mirror Laser, Micromotor System lodret hulrumsoverfladeudgivende laser og eksternt hulrums halvlederlaser.
Udviklingen af ​​den indstillelige fiberlaser som et forstærkemedium og udviklingen af ​​halvlederlaserdioden som en pumpekilde har fremmet i høj grad udviklingen af ​​fiberlasere. Den indstillelige laser er baseret på 80 nm forstærkningsbåndbredde af den doterede fiber, og filterelementet føjes til løkken for at kontrollere lasingbølgelængden og realisere bølgelængdeindstilling.
Udviklingen af ​​indstillelig halvlederlaser er meget aktiv i verden, og fremskridt er også meget hurtige. Når indstillelige lasere gradvist nærmer sig faste bølgelængde-lasere med hensyn til omkostninger og ydeevne, vil de uundgåeligt blive brugt mere og mere i kommunikationssystemer og spille en vigtig rolle i fremtidige alt-optiske netværk.

Udviklingsprospekt
Der er mange typer indstillelige lasere, som generelt er udviklet ved yderligere at introducere bølgelængdeindstillingsmekanismer på grundlag af forskellige lasere med én bølgelængde, og nogle råvarer er blevet leveret til markedet internationalt. Ud over udviklingen af ​​kontinuerlige optiske indstillelige lasere er der også rapporteret om indstillelige lasere med integrerede andre funktioner, såsom den indstillelige laser integreret med en enkelt chip af VCSEL og en elektrisk absorptionsmodulator, og laseren integreret med en prøve -gitter -bragg -reflektor og en semikonductor -optisk forstærker og en elektrisk absorptionsmodulator.
Da bølgelængden indstilles laser er vidt brugt, kan den indstillelige laser af forskellige strukturer påføres på forskellige systemer, og hver har fordele og ulemper. Eksternt hulrums halvlederlaser kan bruges som en bredbåndsindstillet lyskilde i præcisionstestinstrumenter på grund af dens høje udgangseffekt og kontinuerlig indstillelig bølgelængde. Fra perspektivet af fotonintegration og møde det fremtidige alt-optiske netværk kan prøve-gitter DBR, overbygget gitter DBR og indstillelige lasere integreret med modulatorer og forstærkere kan være lovende indstillelige lyskilder til Z.
Fibergitterindstillet laser med eksternt hulrum er også en lovende slags lyskilde, der har en enkel struktur, smal linjebredde og let fiberkobling. Hvis EA -modulatoren kan integreres i hulrummet, kan den også bruges som en højhastigheds indstillelig optisk soliton -kilde. Derudover har indstillelige fiberlasere baseret på fiberlasere gjort betydelige fremskridt i de senere år. Det kan forventes, at ydelsen af ​​indstillelige lasere i optiske kommunikationslyskilder vil blive yderligere forbedret, og markedsandelen vil gradvist stige med meget lyse applikationsudsigter.