Trend rozwojulaser o wąskiej szerokości linii
Ewolucja sprzężenia zwrotnego w laserach o wąskiej szerokości linii jest ewolucją struktury wnęki rezonansowej lasera. Poniżej przedstawimy różne konfiguracje technologii laserów o wąskiej szerokości linii w kolejności ewolucji rezonatorów laserowych.
1. Konfiguracja z pojedynczą główną wnęką. Ten typ lasera można podzielić na lasery z wnęką liniową (klasyczna konfiguracja, prosta i wydajna konstrukcja) oraz lasery z wnęką pierścieniową (eliminujące zjawisko wypalania dziur przestrzennych i wykorzystujące pole fali bieżącej). W przypadku rezonatora pierścieniowego mowa jest o niepłaskim rezonatorze pierścieniowym (NPRO), który jest specjalnym i wysoce stabilnym polem fali bieżącej.laserZ perspektywy długości wnęki można ją podzielić na wnęki krótkie (łatwe do wdrożenia w trybie SLM z pojedynczym trybem podłużnym, ale z dużą szerokością linii wewnętrznej i wysokim poziomem szumu) i wnęki długie (z naturywąska szerokość linii, ale wdrożenie operacji SLM jest trudnością techniczną).
2. Konfiguracja ze sprzężeniem zwrotnym pojedynczej wnęki zewnętrznej. Ta konfiguracja została zaproponowana w celu rozwiązania problemów krótkiego czasu interakcji fotonów i trudnej eliminacji emisji spontanicznej w pojedynczej wnęce głównej, poprzez filtrowanie i zwrot fotonów przez wnękę zewnętrzną w celu kompresji szerokości linii. Wczesne klasyczne konstrukcje obejmowały wnęki zewnętrzne typu Littrowa i Littmana Metcalfa, wykorzystujące siatki dyfrakcyjne. Trudność techniczna tej konfiguracji polega na dopasowaniu fazowym między wnęką główną a wnęką zewnętrzną.
3. Dwie zintegrowane konfiguracje głównej wnęki oparte na kratkach Bragga:
Laser DFBKonfiguracja: Połączenie struktury Bragga z obszarem aktywnym i wprowadzenie obszaru przesunięcia fazowego zapewnia wyższą integrację, stabilność i praktyczność, a także poprawia dryft długości fali DBR. Trudność techniczna tkwi w przetwarzaniu siatki (takim jak metody wtórnej epitaksji RGF-DFB i trawienia powierzchni SG-DFB półprzewodnikowego DFB).
Konfiguracja lasera DBR: zastępuje tradycyjne zwierciadła okresowymi pasywnymi strukturami Bragga, które mają właściwości filtrujące i są łatwe w implementacji metodą SLM z krótkimi wnękami rezonansowymi. Ze względu na ośrodek wzmocnienia, lasery DBR można podzielić na półprzewodnikowe DBR (z dobrą kompatybilnością procesową) i światłowodowe DBR (oparte na technologii przetwarzania i domieszkowania włókien).
Aby dodatkowo zmniejszyć szerokość linii krótkiej komory głównej (takiej jak DFB/DBR), zostanie zastosowana kompozytowa struktura komory zewnętrznej. Kształt komory zewnętrznej ewoluował wraz z rozwojem technologii:
Zewnętrzna wnęka kosmiczna: wczesne główne formy, w tym kratka (Littrow/Littman) i różne filtry optyczne (np. standard FP).
Zewnętrzna komora światłowodowa: wykorzystując wszystkie urządzenia światłowodowe (takie jak obwody światłowodowe, FBG, wnęki FP światłowodowe itp.), uzyskuje się lepszą integrację i zdolność przeciwzakłóceniową.
Zewnętrzna wnęka falowodu: Mikronanoobróbka oparta na materiałach półprzewodnikowych, takich jak Si i Si3N4, dzięki której system staje się bardziej kompaktowy i stabilny.
Na koniec, niniejszy artykuł przedstawia konfigurację laserów optoelektronicznych oscylujących, które stanowią szczególną formę sprzężenia zwrotnego, taką jak technologia stabilizacji częstotliwości PDH. Dzięki zastosowaniu elektrycznego ujemnego sprzężenia zwrotnego do synchronizacji częstotliwości lasera z wysoce stabilnym źródłem odniesienia, możliwe jest osiągnięcie wyjątkowo wysokiej stabilności częstotliwości. System ten jest jednak złożony, kosztowny, a elastyczność długości fali ograniczona.
Czas publikacji: 14-04-2026