Tecnoloxía de láser de ancho de liña estreita Parte segunda parte
En 1960, o primeiro láser rubí do mundo foi un láser de estado sólido, caracterizado por unha enerxía de alta produción e unha cobertura de lonxitude de onda máis ampla. A única estrutura espacial do láser de estado sólido fai que sexa máis flexible no deseño dunha saída de ancho de liña estreita. Na actualidade, os principais métodos implementados inclúen método de cavidade curta, método de cavidade de anel unidireccional, método estándar de intracavidade, método de cavidade de modo de péndulo de torsión, método de reixa de bragg de volume e método de inxección de sementes.
A figura 7 mostra a estrutura de varios láseres de estado sólido de modo sólido de modo sólido.
A figura 7 (a) mostra o principio de traballo da selección de modo lonxitudinal único baseado no estándar FP de cavidade, é dicir, o espectro de transmisión de ancho de liña estreito do estándar úsase para aumentar a perda doutros modos lonxitudinais, de xeito que outros modos lonxitudinais se filtran no proceso de competición de modo debido á súa pequena transmisión, polo que para conseguir un único funcionamento de modo lonxitudinal. Ademais, pódese obter un certo rango de saída de afinación de lonxitude de onda controlando o ángulo e a temperatura do estándar FP e cambiando o intervalo de modo lonxitudinal. Fig. 7 (b) e (c) mostran o oscilador de anel non plano (NPRO) e o método de cavidade de modo de péndulo de torsión usado para obter unha única saída de modo lonxitudinal. O principio de traballo é facer que o feixe se propague nunha única dirección no resonador, elimina efectivamente a distribución espacial desigual do número de partículas invertidas na cavidade de onda de pé ordinaria e, así O principio de selección de modo de grado Bragg Bragg (VBG) é similar ao dos láseres de ancho de semiconductor e fibra de ancho de liña estreita mencionados anteriormente, é dicir, empregando VBG como elemento de filtro, baseado na súa boa selectividade espectral e selectividade do ángulo, o oscilador oscilado nunha lonxitude de onda específica ou banda para lograr o papel da selección de modo lonxitudinal, como a figura 7 (D).
Ao mesmo tempo, pódense combinar varios métodos de selección de modo lonxitudinal segundo as necesidades para mellorar a precisión de selección de modo lonxitudinal, estreitar aínda máis o ancho de liña ou aumentar a intensidade da competencia do modo introducindo a transformación de frecuencias non lineal e outros medios e ampliar a lonxitude de onda de saída do láser mentres opera nun ancho de liña estreito, que é difícil de facer por facer por facer por facer por cada real para facer por facer por facer por realizar por facer por facer o láser por facer por facer por facer o láser por facer o láser por facer o láser.Láser semiconductoreLáseres de fibra.
(4) Láser Brillouin
O láser Brillouin está baseado no efecto de dispersión de Brillouin (SBS) estimulado para obter unha tecnoloxía de saída de ancho de liña estreita de baixo ruído, o seu principio é a través do fotón e da interacción interna de campo acústico para producir un certo cambio de frecuencia de fotóns de Stokes e amplifícase continuamente dentro do ancho de banda de ganancia.
A figura 8 mostra o diagrama de nivel da conversión SBS e a estrutura básica do láser Brillouin.
Debido á baixa frecuencia de vibración do campo acústico, o cambio de frecuencia de Brillouin do material adoita ser só 0,1-2 cm-1, polo que con láser de 1064 nm como a luz da bomba, a lonxitude de onda de Stokes xerada adoita ser só aproximadamente 1064,01 nm, pero tamén significa que a súa eficiencia de conversión cuantía é extremadamente alta (ata 99,99% en teoría). Ademais, debido a que o ancho de liña de ganancia de brillouin do medio adoita ser só da orde de MHz-GHz (o ancho de liña de ganancia de Brillouin dalgúns medios sólidos é de aproximadamente 10 MHz), é moi inferior ao ancho de ganancia do láser que traballou a un espectáculo de 100 GHz, polo que o phenom múltiple múltiple, e o seu ancho da liña de saída é varias ordes de magnitude máis estreitas que o ancho da liña da bomba. Na actualidade, o láser de Brillouin converteuse nun punto de investigación de investigación no campo de fotónica e houbo moitos informes sobre a orde HZ e Sub-HZ de saída de ancho de liña extremadamente estreita.
Nos últimos anos xurdiron dispositivos Brillouin con estrutura de guía de ondas no campoFotónica de microondase están a desenvolverse rapidamente en dirección á miniaturización, alta integración e maior resolución. Ademais, o láser Brillouin que se realiza o espazo baseado en novos materiais de cristal como o diamante tamén entrou na visión das persoas nos últimos dous anos, o seu innovador avance no poder da estrutura da guía de ondas e a cascada SBS Bottlenk, a potencia do láser de brillo a 10 W magnitude, establecendo a base para ampliar a súa aplicación.
Unión xeral
Coa exploración continua do coñecemento de punta, os láseres estreitos de ancho de liña convertéronse nunha ferramenta indispensable na investigación científica co seu excelente rendemento, como o LIGO interferómetro láser para a detección de ondas gravitacionais, que usa un ancho de liña estreito de única frecuencialáserCunha lonxitude de onda de 1064 nm como fonte de semente, e o ancho de liña da luz de semente está dentro de 5 kHz. Ademais, os láseres de ancho estreito con lonxitude de onda axustables e o salto de modo tamén mostran un gran potencial de aplicación, especialmente en comunicacións coherentes, o que pode satisfacer perfectamente as necesidades de multiplexación de división de lonxitude de onda (WDM) ou multiplexación de división de frecuencias (FDM) para a lonxitude de onda (ou frecuencia) e espérase que se converta no dispositivo básico da próxima xeración da tecnoloxía de comunicación móbil.
No futuro, a innovación de materiais láser e a tecnoloxía de procesamento promoverá aínda máis a compresión do ancho de liña láser, a mellora da estabilidade de frecuencias, a expansión do rango de lonxitude de onda e a mellora do poder, abrindo o camiño para a exploración humana do mundo descoñecido.
Tempo de publicación: novembro-29-2023