Smal linebredde laserteknologi del to

Smal linebredde laserteknologi del to

(3)Laser med fast tilstand

I 1960 var verdens første Ruby-laser en solid-state laser, kendetegnet ved en energi med høj output og en bredere bølgelængde-dækning. Den unikke rumlige struktur af faststof-laser gør den mere fleksibel i designet af smal linebreddeudgang. På nuværende tidspunkt inkluderer de vigtigste metoder, der er implementeret, kort hulrumsmetode, envejs ringhulrumsmetode, intracavity-standardmetode, torsionspendultilstand hulrumsmetode, volumenbragg gittermetode og frøinjektionsmetode.

Figur 7 viser strukturen af ​​adskillige typiske enkelt-longitudinale tilstand faststof-lasere.

Figur 7 (a) viser arbejdsprincippet for valg af enkelt langsgående tilstand baseret på FP-standarden i afgrunden, det vil sige, at den smalle linjevidtilbørsspektrum af standarden bruges til at øge tabet af andre langsgående tilstande, så andre langsgående driftsudstyr er filtreret ud i tilstandskonkurrencen på grund af deres lille transmittans, så for at opnå en enkelt langsgående tilstand drift. Derudover kan et vist interval af bølgelængdeindstillingsudgang opnås ved at kontrollere vinklen og temperaturen på FP -standarden og ændre intervallet for langsgående tilstand. Fig. 7 (b) og (c) viser den ikke-plane ringoscillator (NPRO) og den torsions pendultilstandshulrumsmetode, der blev anvendt til at opnå en enkelt langsgående tilstand udgang. Arbejdsprincippet er at få strålen til at forplantes i en enkelt retning i resonatoren, effektivt eliminere den ujævne rumlige fordeling af antallet af omvendte partikler i det almindelige stående bølgehulrum og således undgå indflydelse af den rumlige hulbrændende effekt for at opnå en enkelt longitudinal mode -udgang. Princippet om valg af bulk Bragg-gitter (VBG) -tilstand svarer til printet for halvleder og fiber-smal line-bredde-lasere, der er nævnt tidligere, dvs. ved hjælp af VBG som et filterelement, baseret på dets gode spektrale selektivitet og vinkelselektivitet, oscillatoren oscillerer ved en specifik bølgelængde eller bånd til at opnå rollen som langsgående tilstand selektivitet og vinkel i figur 7 (D).
På samme tid kan udvælgelsesmetoder til udvælgelsesmetoder kombineres i henholdhalvlederlaserogFiberlasere.

(4) Brillouin Laser

Brillouin -laser er baseret på stimuleret Brillouin -spredning (SBS) -effekt for at opnå lav støj, smal linebreddeudgangsteknologi, dens princip er gennem fotonen og den interne akustiske feltinteraktion for at producere en bestemt frekvensskift af Stokes -fotoner og forstærkes kontinuerligt inden for forstærkningsbåndbredden.

Figur 8 viser niveaudiagrammet for SBS -konvertering og den grundlæggende struktur af Brillouin -laseren.

På grund af den lave vibrationsfrekvens af det akustiske felt er det brillouinfrekvensskift af materialet normalt kun 0,1-2 cm-1, så med 1064 nm laser som pumpelyset er Stokes-bølgelængden genereret ofte kun ca. 1064,01 nm, men dette betyder også, at dens kvanteomdannelseseffektivitet er ekstremt høj (op til 99,99% i teori). In addition, because the Brillouin gain linewidth of the medium is usually only of the order of MHZ-ghz (the Brillouin gain linewidth of some solid media is only about 10 MHz), it is far less than the gain linewidth of the laser working substance of the order of 100 GHz, so, The Stokes excited in Brillouin laser can show obvious spectrum narrowing phenomenon after multiple amplification in the cavity, and its Outputliniebredde er flere størrelsesordener, der er smalere end pumpeliniebredden. På nuværende tidspunkt er Brillouin Laser blevet et forskningshotspot inden for fotonikfelt, og der har været mange rapporter om Hz og sub-Hz rækkefølge af ekstremt smal linebreddeudgang.

I de senere år er Brillouin -enheder med bølgelederstruktur opstået inden for områdetMikrobølgefotonik, og udvikler sig hurtigt i retning af miniaturisering, høj integration og højere opløsning. Derudover har den rumkørsel Brillouin-laser baseret på nye krystalmaterialer som Diamond også gået ind i folks vision i de sidste to år, dets innovative gennembrud i kraften i bølgelederstrukturen og kaskaden SBS-flaskehals, kraften i Brillouin-laseren til 10 w-størrelse, hvilket lægger grundlaget for at udvide dens anvendelse.
Generelt kryds
Med den kontinuerlige udforskning af banebrydende viden er smalle linjebredde-lasere blevet et uundværligt værktøj i videnskabelig forskning med deres fremragende ydelse, såsom laserinterferometer Ligo til gravitationsbølgedetektion, der bruger en enkeltfrekvent smal linjebreddelasermed en bølgelængde på 1064 nm som en frøkilde, og frølysets linjebredde er inden for 5 kHz. Derudover viser smalbredde-lasere med bølgelængde indstilles og intet tilstandsspring også et stort anvendelsespotentiale, især i sammenhængende kommunikation, som perfekt kan imødekomme behovene i bølgelængde-multiplexing (WDM) eller frekvensafdeling multiplexing (FDM) for bølgelængde (eller frekvens) indstilling og forventes at blive kerneindretningen til den næste generation af mobil kommunikationsteknologi.
I fremtiden vil innovationen af ​​lasermaterialer og forarbejdningsteknologi yderligere fremme komprimering af laserliniebredde, forbedring af frekvensstabilitet, udvidelse af bølgelængdeområdet og forbedring af magten, der baner vejen for menneskelig udforskning af den ukendte verden.