Smal Linewidth Laser Technology Part Two
Yn 1960 wie de earste rubylaser fan 'e wrâld in solid-state laser, karakterisearre troch in hege útfier enerzjy en in bredere golflingte dekking.De unike romtlike struktuer fan solid-state laser makket it fleksibeler yn it ûntwerp fan smelle linewidth útfier.Op it stuit binne de haadmetoaden dy't ymplementearre binne koarte holtemetoade, ienwize-ringholte-metoade, intracavity-standertmetoade, torsjonspendulmodus-holtemetoade, folume Bragg-roostermetoade en siedynjeksjemetoade.
figuer 7 toant de struktuer fan ferskate typyske single-longitudinale modus solid-state lasers.
Figuer 7(a) toant it wurkprinsipe fan seleksje fan ien longitudinale modus basearre op 'e FP-standert yn' e holte, dat is, it smelle linewidth-transmissionspektrum fan 'e standert wurdt brûkt om it ferlies fan oare longitudinale modi te fergrutsjen, sadat oare longitudinale modi wurde útfiltrearre yn it moduskompetysjeproses fanwegen har lytse oerdracht, om ienige longitudinale modus operaasje te berikken.Derneist kin in bepaald berik fan golflingte-tuning-útfier wurde krigen troch de hoeke en temperatuer fan 'e FP-standert te kontrolearjen en it ynterval fan' e longitudinale modus te feroarjen.FIG.7 (b) en (c) toant de net-planar ring oscillator (NPRO) en de torsjonele slinger modus holte metoade brûkt om te krijen in inkele longitudinale modus útfier.It wurkprinsipe is om de beam yn ien rjochting te fersprieden yn 'e resonator, effektyf eliminearje de ûngelikense romtlike ferdieling fan it oantal omkearde dieltsjes yn' e gewoane steande welle holte, en dus foarkomme de ynfloed fan de romtlike gat baarnende effekt te berikken in single longitudinale modus útfier.It prinsipe fan bulk Bragg grating (VBG) modus seleksje is fergelykber mei dy fan semiconductor en fiber smelle line-width lasers neamd earder, dat is, troch it brûken fan VBG as in filter elemint, basearre op syn goede spektrale selectivity en Angle selektiviteit, de oscillator oscillates op in spesifike golflingte of band te berikken de rol fan longitudinale modus seleksje, lykas werjûn yn figuer 7 (d).
Tagelyk kinne ferskate metoaden foar seleksje fan longitudinale modus wurde kombineare neffens behoeften om de krektens foar seleksje fan longitudinale modus te ferbetterjen, de linewidth fierder te beheinen, of de yntensiteit fan 'e moduskompetysje te fergrutsjen troch yntrodusearje fan net-lineêre frekwinsjetransformaasje en oare middels, en de útfiergolflingte fan útwreidzje de laser wylst it operearjen yn in smelle linewidth, dat is dreech om te dwaan foarsemiconductor laserenfiber lasers.
(4) Brillouin laser
Brillouin laser is basearre op stimulearre Brillouin scattering (SBS) effekt te krijen lege lûd, smelle linewidth output technology, syn prinsipe is troch de foton en de ynterne akoestyske fjild ynteraksje te produsearje in bepaalde frekwinsje ferskowing fan Stokes fotonen, en wurdt kontinu fersterke binnen de winst bânbreedte.
Figuer 8 toant it nivo diagram fan SBS bekearing en de basis struktuer fan de Brillouin laser.
Troch de lege trillingsfrekwinsje fan it akoestyske fjild is de Brillouin-frekwinsjeferskowing fan it materiaal meastentiids mar 0,1-2 cm-1, dus mei 1064 nm laser as it pompljocht is de Stokes-golflingte dy't generearre wurdt faak mar sa'n 1064,01 nm, mar dit betsjut ek dat syn kwantumkonverzje-effisjinsje ekstreem heech is (oant 99,99% yn teory).Dêrneist, om't de Brillouin winst linewidth fan it medium is meastal allinnich fan de folchoarder fan MHZ-ghz (de Brillouin gain linewidth fan guon fêste media is mar oer 10 MHz), it is folle minder as de winst linewidth fan de laser wurkje substansje fan de folchoarder fan 100 GHz, dus, De Stokes optein yn Brillouin laser kin sjen litte fanselssprekkend spektrum fersmelling ferskynsel nei meardere amplification yn 'e holte, en syn útfier line breedte is ferskate oarders fan grutte smeller as de pomp line breedte.Op it stuit, Brillouin laser is wurden in ûndersyk hotspot yn photonics fjild, en der hawwe west in protte rapporten oer de Hz en sub-Hz folchoarder fan ekstreem smelle linewidth útfier.
Yn de ôfrûne jierren, Brillouin apparaten mei waveguide struktuer hawwe ûntstien op it mêd fanmagnetron photonics, en ûntwikkelje rap yn 'e rjochting fan miniaturisaasje, hege yntegraasje en hegere resolúsje.Derneist is de romte-rinnende Brillouin-laser basearre op nije kristalmaterialen lykas diamant ek yn 'e fyzje fan minsken yn' e ôfrûne twa jier ynfierd, syn ynnovative trochbraak yn 'e krêft fan' e waveguidestruktuer en de kaskade SBS-knelhals, de krêft fan 'e Brillouin-laser to 10 W magnitude, it lizzen fan de basis foar it útwreidzjen fan syn tapassing.
Algemiene knooppunt
Mei de trochgeande ferkenning fan cutting-edge kennis, smelle linewidth lasers binne wurden in ûnmisber ark yn wittenskiplik ûndersyk mei harren treflike prestaasjes, lykas de laser interferometer LIGO foar gravitasjonele weagen detection, dy't brûkt in single-frekwinsje smelle linewidthlasermei in golflingte fan 1064 nm as siedboarne, en de linebreedte fan it siedljocht is binnen 5 kHz.Dêrneist toant smelle breedte lasers mei golflingte ôfstimd en gjin modus sprong ek grutte applikaasje potinsjeel, benammen yn gearhingjende kommunikaasje, dat kin perfekt foldwaan oan de behoeften fan golflingte divyzje multiplexing (WDM) of frekwinsje divyzje multiplexing (FDM) foar golflingte (of frekwinsje) ) tunability, en wurdt ferwachte te wurden de kearn apparaat fan de folgjende generaasje fan mobile kommunikaasje technology.
Yn 'e takomst sil de ynnovaasje fan lasermaterialen en ferwurkingstechnology de kompresje fan laserlinewidth fierder befoarderje, de ferbettering fan frekwinsjestabiliteit, de útwreiding fan golflingteberik en it ferbetterjen fan macht, it paad foar minsklike ferkenning fan' e ûnbekende wrâld.
Post tiid: Nov-29-2023