Que é un/unhaláser de ancho de liña estreito?
Láser de ancho de liña estreito. O termo "ancho de liña" refírese ao ancho espectral da liña.láserno dominio da frecuencia, que normalmente se cuantifica en termos do ancho total do espectro de medio pico (FWHM). O ancho de liña vese afectado principalmente pola radiación espontánea de átomos ou ións excitados, o ruído de fase, a vibración mecánica do resonador, a fluctuación de temperatura e outros factores externos. Canto menor sexa o valor do ancho de liña, maior será a pureza do espectro, é dicir, mellor será a monocromaticidade do láser. Os láseres con tales características adoitan ter moi pouco ruído de fase ou frecuencia e moi pouco ruído de intensidade relativa. Ao mesmo tempo, canto menor sexa o valor do ancho lineal do láser, maior será a coherencia correspondente, o que se manifesta como unha lonxitude de coherencia extremadamente longa.
Realización e aplicación dun láser de ancho de liña estreito
Limitado polo ancho de liña de ganancia inherente da substancia de traballo do láser, é case imposible obter directamente a saída do láser de ancho de liña estreito confiando no propio oscilador tradicional. Para realizar o funcionamento do láser de ancho de liña estreito, normalmente é necesario usar filtros, reixas e outros dispositivos para limitar ou seleccionar o módulo lonxitudinal no espectro de ganancia, aumentar a diferenza de ganancia neta entre os modos lonxitudinais, de xeito que haxa unhas poucas ou incluso só unha oscilación de modo lonxitudinal no resonador láser. Neste proceso, a miúdo é necesario controlar a influencia do ruído na saída do láser e minimizar o ensanche das liñas espectrais causado pola vibración e os cambios de temperatura do ambiente externo; Ao mesmo tempo, tamén se pode combinar coa análise da densidade espectral de ruído de fase ou frecuencia para comprender a fonte de ruído e optimizar o deseño do láser, para lograr unha saída estable do láser de ancho de liña estreito.
Vexamos a realización do funcionamento con ancho de liña estreito de varias categorías diferentes de láseres.
Os láseres semicondutores teñen as vantaxes do tamaño compacto, a alta eficiencia, a longa vida útil e os beneficios económicos.
O resonador óptico Fabry-Perot (FP) empregado nos sistemas tradicionaisláseres semicondutoresxeralmente oscila en modo multilonxitudinal e o ancho da liña de saída é relativamente ancho, polo que é necesario aumentar a retroalimentación óptica para obter unha saída de ancho de liña estreito.
A retroalimentación distribuída (láser DFB) e a reflexión de Bragg distribuída (DBR) son dous láseres semicondutores de retroalimentación óptica interna típicos. Debido ao pequeno paso da grella e á boa selectividade de lonxitude de onda, é doado conseguir unha saída estable de ancho de liña estreito de frecuencia única. A principal diferenza entre as dúas estruturas é a posición da grella: a estrutura do láser DFB adoita distribuír a estrutura periódica da grella de Bragg por todo o resonador, e o resonador do DBR adoita estar composto pola estrutura da grella de reflexión e a rexión de ganancia integrada na superficie final. Ademais, os láseres DFB usan grellas integradas con baixo contraste de índice de refracción e baixa reflectividade. Os láseres DBR usan grellas superficiais con alto contraste de índice de refracción e alta reflectividade. Ambas as estruturas teñen un amplo rango espectral libre e poden realizar o axuste da lonxitude de onda sen salto de modo no rango duns poucos nanómetros, onde o láser DBR ten un rango de axuste máis amplo que oláser DFBAdemais, a tecnoloxía de retroalimentación óptica de cavidade externa, que emprega elementos ópticos externos para retroalimentar a luz saínte do chip láser semicondutor e seleccionar a frecuencia, tamén pode realizar o funcionamento de ancho de liña estreito do láser semicondutor.
(2) Láseres de fibra
Os láseres de fibra teñen unha alta eficiencia de conversión de bombeo, boa calidade de feixe e alta eficiencia de acoplamento, que son os temas de investigación candentes no campo dos láseres. No contexto da era da información, os láseres de fibra teñen unha boa compatibilidade cos sistemas de comunicación por fibra óptica actuais no mercado. O láser de fibra de frecuencia única coas vantaxes do ancho de liña estreito, baixo ruído e boa coherencia converteuse nunha das direccións importantes do seu desenvolvemento.
O funcionamento en modo lonxitudinal único é o núcleo do láser de fibra para conseguir unha saída de ancho de liña estreito. Normalmente, segundo a estrutura do resonador, o láser de fibra de frecuencia única pódese dividir en tipo DFB, tipo DBR e tipo de anel. Entre eles, o principio de funcionamento do láser DFB e dos láseres de fibra de frecuencia única DBR é similar ao dos láseres semicondutores DFB e DBR.
En 1960, o primeiro láser de rubí do mundo foi un láser de estado sólido, caracterizado por unha alta enerxía de saída e unha cobertura de lonxitudes de onda máis ampla. A estrutura espacial única do láser de estado sólido faino máis flexible no deseño de saídas de ancho de liña estreito. Na actualidade, os principais métodos implementados inclúen o método da cavidade curta, o método da cavidade anular unidireccional, o método estándar intracavidade, o método da cavidade do modo de péndulo de torsión, o método da reixa de Bragg de volume e o método de inxección de sementes.
Data de publicación: 03-06-2025