Principio de sintonización do láser semicondutor sintonizable (láser sintonizable)

Principio de afinación deLáser semicondutor sintonizable(Láser sintonizable)

Un láser semicondutor sintonizable é un tipo de láser que pode cambiar continuamente a lonxitude de onda da saída do láser nun determinado rango. O láser semicondutor sintonizable adopta axuste térmico, axuste eléctrico e axuste mecánico para axustar a lonxitude da cavidade, o espectro de reflexión da grella, a fase e outras variables para lograr o axuste da lonxitude de onda. Este tipo de láser ten unha ampla gama de aplicacións en comunicación óptica, espectroscopia, detección, medicina e outros campos. A figura 1 mostra a composición básica dunláser sintonizable, incluíndo a unidade de ganancia de luz, a cavidade FP composta polos espellos dianteiro e traseiro e a unidade de filtro de selección de modo óptico. Finalmente, axustando a lonxitude da cavidade de reflexión, o filtro de modo óptico pode alcanzar a saída de selección de lonxitude de onda.

FIG.1

Método de axuste e a súa derivación

O principio de afinación sintonizableláseres semicondutoresdepende principalmente de cambiar os parámetros físicos do resonador láser para conseguir cambios continuos ou discretos na lonxitude de onda do láser de saída. Estes parámetros inclúen, entre outros, o índice de refracción, a lonxitude da cavidade e a selección do modo. A continuación, detállanse varios métodos de axuste comúns e os seus principios:

1. Axuste da inxección de portador

O axuste da inxección de portadores consiste en cambiar o índice de refracción do material cambiando a corrente inxectada na rexión activa do láser semicondutor, para conseguir o axuste da lonxitude de onda. Cando a corrente aumenta, a concentración de portadores na rexión activa aumenta, o que resulta nun cambio no índice de refracción, que á súa vez afecta á lonxitude de onda do láser.

2. Axuste térmico O axuste térmico consiste en cambiar o índice de refracción e a lonxitude da cavidade do material cambiando a temperatura de funcionamento do láser, para conseguir o axuste da lonxitude de onda. Os cambios de temperatura afectan o índice de refracción e o tamaño físico do material.

3. Axuste mecánico O axuste mecánico consiste en conseguir o axuste da lonxitude de onda cambiando a posición ou o ángulo dos elementos ópticos externos do láser. Os métodos comúns de axuste mecánico inclúen cambiar o ángulo da rede de difracción e mover a posición do espello.

4 Axuste electroóptico O axuste electroóptico conséguese aplicando un campo eléctrico a un material semicondutor para cambiar o índice de refracción do material, conseguindo así o axuste da lonxitude de onda. Este método úsase habitualmente enmoduladores electroópticos (EOM) e láseres sintonizados electroopticamente.

En resumo, o principio de axuste do láser semicondutor sintonizable realiza principalmente o axuste da lonxitude de onda cambiando os parámetros físicos do resonador. Estes parámetros inclúen o índice de refracción, a lonxitude da cavidade e a selección do modo. Os métodos de axuste específicos inclúen o axuste por inxección de portador, o axuste térmico, o axuste mecánico e o axuste electroóptico. Cada método ten o seu propio mecanismo físico específico e a súa derivación matemática, e a selección do método de axuste axeitado debe considerarse segundo os requisitos específicos da aplicación, como o rango de axuste, a velocidade de axuste, a resolución e a estabilidade.