Téhnologi Laser Lebar Garis Sempit Bagian Dua
Dina taun 1960, laser ruby munggaran di dunya nyaéta laser solid-state, dicirikeun ku énergi kaluaran anu luhur sareng cakupan panjang gelombang anu langkung lega. Struktur spasial anu unik tina laser solid-state ngajantenkeun langkung fleksibel dina desain kaluaran linewidth anu sempit. Ayeuna, metode utama anu dilaksanakeun kalebet metode rongga pondok, metode rongga cincin hiji arah, metode standar intrakavitas, metode rongga mode pendulum torsi, metode kisi volume Bragg sareng metode injeksi siki.
Gambar 7 nunjukkeun struktur sababaraha laser solid-state mode longitudinal tunggal anu khas.
Gambar 7(a) nunjukkeun prinsip kerja pamilihan mode longitudinal tunggal dumasar kana standar FP dina rongga, nyaéta, spéktrum transmisi linewidth anu sempit tina standar dianggo pikeun ningkatkeun leungitna mode longitudinal anu sanés, supados mode longitudinal anu sanés disaring dina prosés kompetisi mode kusabab transmitansi anu alit, supados ngahontal operasi mode longitudinal tunggal. Salaku tambahan, rentang kaluaran tuning panjang gelombang anu tangtu tiasa diala ku cara ngontrol Sudut sareng suhu standar FP sareng ngarobih interval mode longitudinal. Gambar 7(b) sareng (c) nunjukkeun osilator cincin non-planar (NPRO) sareng metode rongga mode pendulum torsional anu dianggo pikeun kéngingkeun kaluaran mode longitudinal tunggal. Prinsip kerjana nyaéta pikeun ngajantenkeun sinar nyebar dina hiji arah dina resonator, sacara efektif ngaleungitkeun distribusi spasial anu henteu rata tina jumlah partikel anu dibalikkeun dina rongga gelombang nangtung biasa, sareng ku kituna nyingkahan pangaruh pangaruh pembakaran liang spasial pikeun ngahontal kaluaran mode longitudinal tunggal. Prinsip pamilihan modeu grating Bragg massal (VBG) sami sareng laser lébar garis sempit semikonduktor sareng serat anu disebatkeun sateuacanna, nyaéta, ku cara nganggo VBG salaku unsur filter, dumasar kana selektivitas spéktral sareng selektivitas Sudut anu saé, osilator ngaosilasi dina panjang gelombang atanapi pita anu khusus pikeun ngahontal peran pamilihan modeu longitudinal, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 7(d).
Dina waktos anu sami, sababaraha metode pamilihan mode longitudinal tiasa digabungkeun numutkeun kabutuhan pikeun ningkatkeun akurasi pamilihan mode longitudinal, langkung ngaheureutan linewidth, atanapi ningkatkeun inténsitas kompetisi mode ku cara ngenalkeun transformasi frékuénsi nonlinier sareng cara sanésna, sareng ngalegaan panjang gelombang kaluaran laser nalika beroperasi dina linewidth anu sempit, anu hésé dilakukeun pikeunlaser semikonduktorjeunglaser serat.
(4) Laser Brillouin
Laser Brillouin dumasar kana pangaruh panyebaran Brillouin anu dirangsang (SBS) pikeun kéngingkeun téknologi kaluaran linewidth anu heureut sareng noise anu handap, prinsipna nyaéta ngaliwatan interaksi foton sareng médan akustik internal pikeun ngahasilkeun parobahan frékuénsi foton Stokes anu tangtu, sareng terus-terusan dikuatkeun dina bandwidth gain.
Gambar 8 nunjukkeun diagram tingkat konvérsi SBS sareng struktur dasar laser Brillouin.
Kusabab frékuénsi geter anu handap dina widang akustik, parobahan frékuénsi Brillouin bahan biasana ngan ukur 0,1-2 cm-1, janten kalayan laser 1064 nm salaku lampu pompa, panjang gelombang Stokes anu dihasilkeun sering ngan ukur sakitar 1064,01 nm, tapi ieu ogé hartosna yén efisiensi konvérsi kuantumna luhur pisan (dugi ka 99,99% dina téori). Salian ti éta, kusabab linewidth gain Brillouin média biasana ngan ukur dina urutan MHZ-ghz (linewidth gain Brillouin tina sababaraha média padet ngan ukur sakitar 10 MHz), éta jauh langkung alit tibatan linewidth gain tina zat kerja laser dina urutan 100 GHz, janten, Stokes anu dieksitasi dina laser Brillouin tiasa nunjukkeun fenomena penyempitan spéktrum anu jelas saatos sababaraha amplifikasi dina rongga, sareng lébar jalur kaluaranana sababaraha kali langkung sempit tibatan lébar jalur pompa. Ayeuna, laser Brillouin parantos janten hotspot panalungtikan dina widang fotonik, sareng parantos aya seueur laporan ngeunaan urutan Hz sareng sub-Hz tina kaluaran linewidth anu sempit pisan.
Dina sababaraha taun ka pengker, alat Brillouin kalayan struktur pandu gelombang parantos muncul dina widangfotonik gelombang mikro, sareng nuju mekar gancang dina arah miniaturisasi, integrasi anu luhur sareng résolusi anu langkung luhur. Salian ti éta, laser Brillouin anu ngajalankeun rohangan dumasar kana bahan kristal énggal sapertos inten ogé parantos lebet kana visi masarakat dina dua taun ka pengker, kamajuan inovatifna dina kakuatan struktur waveguide sareng bottleneck SBS kaskade, kakuatan laser Brillouin dugi ka 10 W, neundeun pondasi pikeun ngalegaan aplikasi na.
Simpang umum
Kalayan éksplorasi anu terus-terusan kana élmu pangaweruh anu canggih, laser linewidth anu sempit parantos janten alat anu teu tiasa dipisahkeun dina panalungtikan ilmiah kalayan kinerja anu saé pisan, sapertos interferometer laser LIGO pikeun deteksi gelombang gravitasi, anu nganggo linewidth anu sempit frékuénsi tunggal.laserkalayan panjang gelombang 1064 nm salaku sumber siki, sareng linewidth cahaya siki aya dina 5 kHz. Salian ti éta, laser lébar sempit kalayan panjang gelombang anu tiasa diatur sareng teu aya luncat mode ogé nunjukkeun poténsi aplikasi anu hébat, khususna dina komunikasi koheren, anu tiasa nyumponan kabutuhan multiplexing divisi panjang gelombang (WDM) atanapi multiplexing divisi frékuénsi (FDM) pikeun tunability panjang gelombang (atanapi frékuénsi), sareng diperkirakeun janten alat inti generasi téknologi komunikasi sélulér salajengna.
Di hareupna, inovasi bahan laser sareng téknologi pamrosésan bakal langkung ngamajukeun komprési linewidth laser, ningkatkeun stabilitas frékuénsi, ngalegaan rentang panjang gelombang sareng ningkatkeun kakuatan, ngabuka jalan pikeun éksplorasi manusa ka dunya anu teu dipikanyaho.
Waktos posting: 29 Nopémber 2023