Technologia laserowa wąska szerokość linii Część druga
W 1960 r. Pierwszym na świecie rubinowym laserem był laser w stanie stałym, charakteryzujący się wysoką energią wyjściową i szerszym pokryciem długości fali. Unikalna struktura przestrzenna lasera w stanie stałym sprawia, że jest bardziej elastyczna w projektowaniu wąskiej wydajności linii. Obecnie zaimplementowane metody główne obejmują metodę krótkiej wnęki, metodę wnęki jednokierunkowej, metodę standardową wewnątrzkawości, metodę wnęki wahadłowej skrętnej, metodę siatkową Bragga Bragga i metodę wstrzyknięcia nasion.
Ryc. 7 pokazuje strukturę kilku typowych laserów w trybie jednoczesnym w trybie stałym.
Ryc. 7 (a) pokazuje zasadę roboczą selekcji pojedynczego trybu podłużnego opartego na standardu FP w klatce, to znaczy spektrum transmisyjne wąska linii standardu jest używane do zwiększenia utraty innych trybów podłużnych. Ponadto pewny zakres wyjściowej długości fali można uzyskać poprzez kontrolowanie kąta i temperatury standardu FP i zmianę przedziału trybu podłużnego. FIGA. 7 (b) i (c) pokazują oscylator pierścienia nieplanarnego (NPRO) i metodę wnęki w jamę wahadła skrętnego stosowaną do uzyskania pojedynczego wyjścia trybu podłużnego. Zasada pracy polega na tym, aby wiązka rozprzestrzeniła się w jednym kierunku w rezonatorze, skutecznie wyeliminować nierównomierny rozkład przestrzenny liczby odwróconych cząstek w zwykłej jamie fali stojącej, a tym samym uniknięcie wpływu efektu spalania otworów przestrzennych w celu osiągnięcia pojedynczego wyjścia trybu podłużnego. Zasada wyboru trybu siatki Bragga (VBG) jest podobna do zasady laserów półprzewodników i wąskiej szerokości liniowej wspomnianych wcześniej, to znaczy przy użyciu VBG jako elementu filtra, opartego na jego dobrej selektywności spektralnej i selektywności kąta, oscylator oscyluje na określonej długości fali lub pasma, aby osiągnąć rolę trybu podłużnego, jak pokazano w rysunku 7 (D).
Jednocześnie można łączyć kilka metod wyboru trybu podłużnego zgodnie z potrzebami poprawy dokładności selekcji trybu podłużnego, dalszej zawężenia szerokości linii lub zwiększenia intensywności konkurencji trybu poprzez wprowadzenie nieliniowej transformacji częstotliwości i innych środków oraz rozszerzenie długości fali wyjściowej lasera laseraLaser półprzewodnikowyILasery światłowodowe.
(4) Laser Brillouin
Laser Brillouin opiera się na stymulowanym efekcie rozpraszania Brillouin (SBS) w celu uzyskania niskiej technologii wyjściowej linii linii, jego zasadą jest foton i interakcja wewnętrznego pola akustycznego w celu uzyskania pewnego przesunięcia częstotliwości fotonów Stokesa i jest stale amplifikowana w ramach pasma wzmocnienia.
Rycina 8 pokazuje schemat poziomu konwersji SBS i podstawową strukturę lasera Brillouin.
Ze względu na niską częstotliwość wibracji pola akustycznego przesunięcie częstotliwości Brillouiny materiału wynosi zwykle tylko o 0,1-2 cm-1, więc przy laserze 1064 nm jako światła pompy, generowana długość fali Stokesa wynosi często tylko około 1064,01 nm, ale oznacza to również, że jego wydajność zbieżności kwantowej jest wyjątkowo wysoka (do 99,99% w teorii). Ponadto, ponieważ linia linii Brillouina wzmocnienia jest zwykle tylko z rzędu MHz-Ghz (szerokość linii Brillouin wzmocnienia niektórych stałych mediów wynosi tylko około 10 MHz), jest to znacznie mniejsze niż powiększanie się fenomenonowej fenomenonowej fenomenonu po wielu amplifikacjach i jej zamiennika i jej zamienności i jej zamienności i jej zamienności i jej zamienności i jej zamienności i jej stokej. Szerokość linii wyjściowej ma kilka rzędów wielkości węższych niż szerokość linii pompy. Obecnie laser Brillouin stał się hotspotem badawczym w dziedzinie fotoniki i pojawiło się wiele raportów na temat kolejności HZ i sub-HZ o wyjątkowo wąskiej mocy linii.
W ostatnich latach w dziedzinie pojawiły się urządzenia Brillouin o strukturze falowoduFotonika mikrofalowai rozwijają się szybko w kierunku miniaturyzacji, wysokiej integracji i wyższej rozdzielczości. Ponadto trwający kosmiczny laser Brillouin oparty na nowych kryształowych materiałach, takich jak Diamond, również weszła w wizję ludzi w ciągu ostatnich dwóch lat, jego innowacyjny przełom w sile struktury falowodu i wąskie wąskie gardło SBS SBS, moc lasera Brillouin do wielkości 10 W wielkości, położyła podkład do jego zastosowania.
Ogólne połączenie
Dzięki ciągłej eksploracji najnowocześniejszej wiedzy lasery wąskiej szerokości linii stały się niezbędnym narzędziem w badaniach naukowych z ich doskonałą wydajnością, takie jak interferometr laserowy LIgo do wykrywania fali grawitacyjnej, który wykorzystuje wąską szerokość linii jednej częstotliwościlaserz długością fali 1064 nm jako źródła nasion, a szerokość linii światła nasion wynosi w granicach 5 kHz. Ponadto lasery wąskoprzewodowe o długości fali i brak skoku w trybie również wykazują doskonały potencjał zastosowania, szczególnie w spójnej komunikacji, która może doskonale zaspokoić potrzeby multipleksowania podziału długości fali (WDM) lub multipleksowania podziału częstotliwości (FDM) dla dopasowania długości fali (lub częstotliwości), i ma stać się podstawowym urządzeniem technologii komunikacji mobilnej.
W przyszłości innowacje materiałów laserowych i technologii przetwarzania będą dodatkowo promować kompresję szerokości linii laserowej, poprawę stabilności częstotliwości, rozszerzenie zakresu długości fali i poprawę władzy, torując drogę do poszukiwania człowieka nieznanego świata.
Czas postu: 29-2023