Smelle Lienbreedte Lasertechnology Diel Twa
Yn 1960 wie de earste robijnlaser fan 'e wrâld in fêste-steatlaser, karakterisearre troch in hege útfierenerzjy en in bredere golflingtedekking. De unike romtlike struktuer fan 'e fêste-steatlaser makket it fleksibeler yn it ûntwerp fan smelle linebreedte-útfier. Op it stuit omfetsje de wichtichste ymplementearre metoaden de koarte holtemetoade, de ienwegsringholtemetoade, de intrakavitystandertmetoade, de torsiependulummodusholtemetoade, de folume-Bragg-rastermetoade en de siedynjeksjemetoade.
Figuer 7 lit de struktuer sjen fan ferskate typyske single-longitudinale modus fêste-steat lasers.
Figuer 7(a) lit it wurkprinsipe sjen fan seleksje fan ien longitudinale modus basearre op 'e FP-standert yn 'e holte, dat wol sizze, it smelle linebreedte-transmissiespektrum fan 'e standert wurdt brûkt om it ferlies fan oare longitudinale modi te fergrutsjen, sadat oare longitudinale modi útfiltere wurde yn it moduskompetysjeproses fanwegen har lytse transmittânsje, om sa ien longitudinale modusoperaasje te berikken. Derneist kin in bepaald berik fan golflingte-ôfstimmingsútfier krigen wurde troch de hoeke en temperatuer fan 'e FP-standert te kontrolearjen en it longitudinale modusynterval te feroarjen. FIG. 7(b) en (c) litte de net-planêre ringoscillator (NPRO) en de torsjonale pendulummodusholtemetoade sjen dy't brûkt wurdt om ien longitudinale modusútfier te krijen. It wurkprinsipe is om de striel yn ien rjochting yn 'e resonator te fersprieden, effektyf de ûngelikense romtlike ferdieling fan it oantal omkearde dieltsjes yn 'e gewoane steande weachholte te eliminearjen, en sa de ynfloed fan it romtlike gatferbaarningseffekt te foarkommen om ien longitudinale modusútfier te berikken. It prinsipe fan bulk Bragg grating (VBG) modusseleksje is fergelykber mei dat fan healgeleider- en glêstriedlasers mei smelle linebreedte dy't earder neamd binne, dat is, troch VBG as filterelemint te brûken, basearre op syn goede spektrale selektiviteit en hoekeselektiviteit, oscilleret de oscillator op in spesifike golflingte of band om de rol fan longitudinale modusseleksje te ferfoljen, lykas te sjen is yn figuer 7(d).
Tagelyk kinne ferskate metoaden foar longitudinale modusseleksje wurde kombineare neffens behoeften om de krektens fan 'e longitudinale modusseleksje te ferbetterjen, de linebreedte fierder te beheinen, of de yntensiteit fan 'e moduskompetysje te ferheegjen troch net-lineare frekwinsjetransformaasje en oare middels yn te fieren, en de útfiergolflingte fan 'e laser út te wreidzjen by it wurkjen yn in smelle linebreedte, wat lestich te dwaan is foarhealgeleiderlaserenglêstriedlasers.
(4) Brillouin-laser
De Brillouin-laser is basearre op it stimulearre Brillouin-fersprieding (SBS)-effekt om leech lûd en smelle linebreedte-útfiertechnology te krijen. It prinsipe is dat troch de ynteraksje fan it foton en it ynterne akoestyske fjild in bepaalde frekwinsjeferskowing fan Stokes-fotonen produsearre wurdt, en wurdt kontinu fersterke binnen de winstbânbreedte.
Figuer 8 lit it nivodiagram fan SBS-konverzje en de basisstruktuer fan 'e Brillouin-laser sjen.
Troch de lege trillingsfrekwinsje fan it akoestyske fjild is de Brillouin-frekwinsjeferskowing fan it materiaal meastal mar 0.1-2 cm-1, dus mei in 1064 nm-laser as pompljocht is de generearre Stokes-golflingte faak mar sawat 1064.01 nm, mar dit betsjut ek dat de kwantumkonverzje-effisjinsje ekstreem heech is (oant 99.99% yn teory). Derneist, om't de Brillouin-fersterkingslinebreedte fan it medium meastal mar yn 'e oarder fan MHZ-ghz is (de Brillouin-fersterkingslinebreedte fan guon fêste media is mar sawat 10 MHz), is it folle minder as de fersterkingslinebreedte fan 'e laserwurkstof yn 'e oarder fan 100 GHz, sadat de Stokes-oandreaune yn 'e Brillouin-laser in dúdlik spektrumfernauwingsferskynsel kin sjen litte nei meardere fersterking yn 'e holte, en de útfierlinebreedte is ferskate oarders fan grutte smeller as de pomplinebreedte. Op it stuit is de Brillouin-laser in ûndersykshotspot wurden yn it fotonikafjild, en d'r binne in protte rapporten west oer de Hz- en subHz-oarder fan ekstreem smelle linebreedte-útfier.
Yn 'e lêste jierren binne Brillouin-apparaten mei golfliederstruktuer ûntstien op it mêd fanmikrogolffotonika, en ûntwikkelje har rap yn 'e rjochting fan miniaturisaasje, hege yntegraasje en hegere resolúsje. Derneist is de romterinnende Brillouin-laser basearre op nije kristalmaterialen lykas diamant de ôfrûne twa jier ek yn it sicht fan minsken kommen, syn ynnovative trochbraak yn 'e krêft fan' e golfliederstruktuer en de kaskade SBS-knelpunt, de krêft fan 'e Brillouin-laser nei 10 W magnitude, en leit de basis foar it útwreidzjen fan syn tapassing.
Algemiene krusing
Mei de trochgeande ferkenning fan baanbrekkende kennis binne smelle linebreedtelasers in ûnmisber ark wurden yn wittenskiplik ûndersyk mei har poerbêste prestaasjes, lykas de laserinterferometer LIGO foar gravitasjonele weagendeteksje, dy't in smelle linebreedtelaser mei ien frekwinsje brûkt.lasermei in golflingte fan 1064 nm as siedboarne, en de linebreedte fan it siedljocht leit binnen 5 kHz. Derneist litte smelle breedtelasers mei golflingte-ôfstimmbere en gjin modussprong ek in grut tapassingspotinsjeel sjen, foaral yn koherinte kommunikaasje, dy't perfekt kinne foldwaan oan 'e behoeften fan golflingteferdielingsmultipleksing (WDM) of frekwinsjeferdielingsmultipleksing (FDM) foar golflingte- (of frekwinsje-) ôfstimmberens, en wurdt ferwachte it kearnapparaat te wurden fan 'e folgjende generaasje mobile kommunikaasjetechnology.
Yn 'e takomst sil de ynnovaasje fan lasermaterialen en ferwurkingstechnology de kompresje fan laserlinebreedte, de ferbettering fan frekwinsjestabiliteit, de útwreiding fan it golflingteberik en de ferbettering fan krêft fierder befoarderje, wêrtroch't de wei baan wurdt foar minsklike ferkenning fan 'e ûnbekende wrâld.
Pleatsingstiid: 29 novimber 2023