Tuning princip om indstillelig halvlederlaser (indstillelig laser)

Tuning princip omIndstillelig halvlederlaser(Indstillelig laser)

Tunable Semiconductor Laser er en slags laser, der kontinuerligt kan ændre bølgelængden af ​​laserudgangen i et bestemt interval. Indstikkelig halvlederlaser vedtager termisk indstilling, elektrisk indstilling og mekanisk indstilling for at justere hulrumslængden, gitterreflektionsspektrum, fase og andre variabler for at opnå bølgelængdeindstilling. Denne form for laser har en bred vifte af applikationer inden for optisk kommunikation, spektroskopi, sensing, medicinske og andre felter. Figur 1 viser den grundlæggende sammensætning af enindstillelig laser, inklusive lysforstærkningsenheden, FP -hulrummet sammensat af for- og bagspejle og valg af valg af optisk tilstand. Endelig ved at justere længden af ​​reflektionshulen kan det optiske tilstandsfilter nå udsendelsen af ​​bølgelængde.

Fig. 1

Tuning -metode og dens afledning

Tuningprincippet om indstillelighalvlederlasereAfhænger hovedsageligt af at ændre de fysiske parametre for laserresonatoren for at opnå kontinuerlige eller diskrete ændringer i output -laserbølgelængden. Disse parametre inkluderer, men er ikke begrænset til, brydningsindeks, hulrumslængde og tilstand valg. Følgende detaljerede flere almindelige indstillingsmetoder og deres principper:

1. bærerinjektionstuning

Carrier -injektionsindstilling er at ændre brydningsindekset for materialet ved at ændre den strøm, der er injiceret til den aktive region af halvlederlaseren, for at opnå bølgelængdeindstilling. Når strømmen stiger, øges bærerkoncentrationen i den aktive region, hvilket resulterer i en ændring i brydningsindeks, hvilket igen påvirker laserbølgelængden.

2. termisk indstilling af termisk indstilling er at ændre brydningsindekset og hulrumets længde på materialet ved at ændre driftstemperaturen på laseren for at opnå bølgelængdeindstilling. Ændringer i temperatur påvirker brydningsindekset og den fysiske størrelse af materialet.

3. mekanisk indstilling Mekanisk tuning er at opnå bølgelængdeindstilling ved at ændre positionen eller vinklen på de eksterne optiske elementer i laseren. Almindelige mekaniske indstillingsmetoder inkluderer ændring af diffraktionsgitterets vinkel og bevægelsesposition.

4 Elektrooptisk tuning Elektrooptisk tuning opnås ved at anvende et elektrisk felt på et halvledermateriale for at ændre brydningsindekset for materialet og derved opnå bølgelængdeindstilling. Denne metode bruges ofte iElektrooptiske modulatorer (Eom) og elektro-optisk indstillede lasere.

Sammenfattende realiserer tuningprincippet om indstillelig halvlederlaser hovedsageligt bølgelængdeindstilling ved at ændre resonatorens fysiske parametre. Disse parametre inkluderer brydningsindeks, hulrumslængde og valg af tilstand. Specifikke indstillingsmetoder inkluderer indsprøjtning af bærerinjektion, termisk indstilling, mekanisk tuning og elektrooptisk tuning. Hver metode har sin egen specifikke fysiske mekanisme og matematiske afledning, og valg af den passende indstillingsmetode skal overvejes i henhold til de specifikke applikationskrav, såsom indstillingsområde, indstillingshastighed, opløsning og stabilitet.