Zasada dostrajania lasera półprzewodnika (laser na trawienie)

Zasada strojeniaDostrajalny laser półprzewodnikowy(Laser dostrajalny)

Dostrajalny laser półprzewodnikowy jest rodzajem lasera, który może stale zmieniać długość fali wyjściowej lasera w określonym zakresie. Dostrajalny laser półprzewodnikowy przyjmuje strojenie termiczne, strojenie elektryczne i dostrajanie mechaniczne w celu dostosowania długości wnęki, widma odbicia, fazy i innych zmiennych w celu uzyskania strojenia długości fali. Ten rodzaj lasera ma szeroki zakres zastosowań w komunikacji optycznej, spektroskopii, wykrywaniu, medycznym i innych dziedzinach. Rysunek 1 pokazuje podstawowy skład aDostrajalny laser, w tym jednostka wzmocnienia światła, wnęka FP złożona z przednich i tylnych luster oraz jednostki filtra wyboru trybu optycznego. Wreszcie, regulując długość wnęki odbicia, filtr trybu optycznego może osiągnąć wyjście wyboru długości fali.

Ryc. 1

Metoda strojenia i jej wyprowadzenie

Zasada strojenia dostrajaniaLasery półprzewodnikówGłównie zależy od zmiany parametrów fizycznych rezonatora laserowego w celu osiągnięcia ciągłych lub dyskretnych zmian długości fali lasera wyjściowego. Parametry te obejmują między innymi współczynnik załamania światła, długość wnęki i wybór trybu. Poniższe szczegółowe informacje na temat kilku wspólnych metod strojenia i ich zasad:

1. Strojenie wtrysku nośnika

Strojenie wtrysku nośnika polega na zmianie współczynnika załamania światła materiału poprzez zmianę prądu wstrzykniętego w aktywny region lasera półprzewodnikowego, aby osiągnąć dostrajanie długości fali. Gdy prąd wzrasta, stężenie nośnika w regionie aktywnym wzrasta, co powoduje zmianę współczynnika załamania światła, co z kolei wpływa na długość fali laserowej.

2. Strojenie termiczne termiczne jest zmiana współczynnika załamania światła i długości wnęki materiału poprzez zmianę temperatury roboczej lasera, aby osiągnąć dostrajanie długości fali. Zmiany temperatury wpływają na współczynnik załamania światła i fizyczny rozmiar materiału.

3. Mechaniczne strojenie tuningowe jest osiągnięcie strojenia długości fali poprzez zmianę pozycji lub kąta zewnętrznych elementów optycznych lasera. Wspólne metody dostrajania mechanicznego obejmują zmianę kąta kratki dyfrakcyjnej i przeniesienie położenia lustra.

4 Strojenie elektrooptyczne strojenia elektrooptyczne osiąga się poprzez zastosowanie pola elektrycznego do materiału półprzewodnikowego w celu zmiany współczynnika załamania światła materiału, osiągając w ten sposób strojenie długości fali. Ta metoda jest powszechnie stosowana wModulatory elektrooptyczne (Eom) i elektrooptycznie dostrojone lasery.

Podsumowując, zasada dostrajania lasera półprzewodnika realizuje głównie strojenie długości fali poprzez zmianę fizycznych parametrów rezonatora. Parametry te obejmują współczynnik załamania światła, długość wnęki i wybór trybu. Specyficzne metody strojenia obejmują strojenie wtrysku nośnika, strojenie termiczne, dostrajanie mechaniczne i strojenie elektrooptyczne. Każda metoda ma swój własny mechanizm fizyczny i wyprowadzenie matematyczne, a wybór odpowiedniej metody strojenia należy rozważyć zgodnie z konkretnymi wymaganiami zastosowania, takimi jak zakres strojenia, prędkość strojenia, rozdzielczość i stabilność.