Sviluppo e stato del mercato della parte laser sintonizzabile

Sviluppo e stato del mercato del laser sintonizzabile (parte due)

Principio di lavoro dilaser sintonizzabile

Ci sono circa tre principi per raggiungere la messa a punto della lunghezza d'onda laser. Maggior partelaser sintonizzabiliUsa sostanze di lavoro con ampie linee fluorescenti. I risonatori che compongono il laser hanno perdite molto basse solo su un intervallo di lunghezza d'onda molto stretta. Pertanto, il primo è quello di cambiare la lunghezza d'onda del laser cambiando la lunghezza d'onda corrispondente alla regione a bassa perdita del risonatore da parte di alcuni elementi (come una griglia). Il secondo è spostare il livello di energia della transizione laser modificando alcuni parametri esterni (come campo magnetico, temperatura, ecc.). Il terzo è l'uso di effetti non lineari per ottenere la trasformazione e la messa a punto della lunghezza d'onda (vedere ottica non lineare, scattering di Raman stimolato, raddoppio della frequenza ottica, oscillazione parametrica ottica). I laser tipici appartenenti alla prima modalità di messa a punto sono laser a colorante, laser Chrysoberyl, laser centrali a colori, laser a gas ad alta pressione sintonizzabili e laser ad eccimeri sintonizzabili.

Il laser sintonizzabile dal punto di vista della tecnologia di realizzazione è principalmente diviso in: tecnologia di controllo attuale, tecnologia di controllo della temperatura e tecnologia di controllo meccanico.
Tra questi, la tecnologia di controllo elettronico è quella di ottenere la sintonizzazione della lunghezza d'onda cambiando la corrente di iniezione, con velocità di accordatura a livello NS, larghezza di banda di sintonizzazione ampia, ma una piccola potenza di uscita, basata sulla tecnologia di controllo elettronica SG-DBR (campionamento di DBR a griglia) e il refigurazione del retro-campionamento ausiliario. La tecnologia di controllo della temperatura cambia la lunghezza d'onda di uscita del laser modificando l'indice di rifrazione della regione attiva del laser. La tecnologia è semplice, ma lenta e può essere regolata con una larghezza di banda stretta di pochi nm. Quelli principali in base alla tecnologia di controllo della temperatura sonoLaser DFB(Feedback distribuito) e DBR Laser (Riflessione di Bragg distribuita). Il controllo meccanico si basa principalmente sulla tecnologia MEMS (sistema microelettro-meccanico) per completare la selezione della lunghezza d'onda, con grande larghezza di banda regolabile, alta potenza di uscita. Le strutture principali basate sulla tecnologia di controllo meccanico sono DFB (feedback distribuito), ECL (laser della cavità esterna) e VCSEL (laser a emissione di cavità verticale). Quello che segue è spiegato da questi aspetti del principio dei laser sintonizzabili.

Applicazione di comunicazione ottica

Il laser sintonizzabile è un dispositivo optoelettronico chiave in una nuova generazione di denso sistema multiplexing della divisione ad onda e scambio di fotoni in rete completamente ottica. La sua applicazione aumenta notevolmente la capacità, la flessibilità e la scalabilità del sistema di trasmissione in fibra ottica e ha realizzato una sintonizzazione continua o quasi continuo in un ampio intervallo di lunghezze d'onda.
Le aziende e gli istituti di ricerca in tutto il mondo stanno promuovendo attivamente la ricerca e lo sviluppo di laser sintonizzabili e nuovi progressi sono costantemente fatti in questo campo. Le prestazioni dei laser sintonizzabili sono costantemente migliorate e il costo è costantemente ridotto. Al momento, i laser sintonizzabili sono principalmente divisi in due categorie: laser sintonizzabili a semiconduttore e laser a fibra sintonizzabili.
Laser a semiconduttoreè un'importante fonte di luce nel sistema di comunicazione ottica, che ha le caratteristiche di dimensioni ridotte, peso leggero, elevata efficienza di conversione, risparmio energetico, ecc. ed è facile da ottenere integrazione optoelettronica a singolo chip con altri dispositivi. Può essere diviso in laser a feedback distribuito sintonizzabile, laser a specchio Bragg distribuito, superficie di cavità verticale del sistema micromotore che emette laser e laser a semiconduttore della cavità esterna.
Lo sviluppo del laser in fibra sintonizzabile come mezzo di guadagno e lo sviluppo del diodo laser a semiconduttore come fonte di pompaggio ha promosso notevolmente lo sviluppo di laser in fibra. Il laser sintonizzabile si basa sulla larghezza di banda del guadagno di 80 nm della fibra drogata e l'elemento filtro viene aggiunto al ciclo per controllare la lunghezza d'onda di lasing e realizzare la messa a punto della lunghezza d'onda.
Lo sviluppo del laser a semiconduttore sintonizzabile è molto attivo nel mondo e anche il progresso è molto veloce. Poiché i laser sintonizzabili si avvicinano gradualmente ai laser a lunghezza d'onda fissa in termini di costi e prestazioni, saranno inevitabilmente utilizzati sempre più nei sistemi di comunicazione e svolgono un ruolo importante nelle future reti all-ottiche.

Prospettiva di sviluppo
Esistono molti tipi di laser sintonizzabili, che sono generalmente sviluppati introducendo ulteriormente i meccanismi di accordatura della lunghezza d'onda sulla base di vari laser a lunghezza d'onda singola e alcune merci sono state fornite al mercato a livello internazionale. Oltre allo sviluppo di laser sintonizzabili ottici continui, sono stati riportati anche laser sintonizzabili con altre funzioni integrate, come il laser sintonizzabile integrato con un singolo chip di VCSEL e un modulatore di assorbimento elettrico e un modulatore di assorbimento elettrico.
Poiché il laser sintonizzabile della lunghezza d'onda è ampiamente utilizzato, il laser sintonizzabile di varie strutture può essere applicato a diversi sistemi e ciascuno ha vantaggi e svantaggi. Il laser a semiconduttore a cavità esterna può essere utilizzato come sorgente di luce sintonizzabile a banda larga in strumenti di test di precisione a causa della sua potenza di uscita elevata e della lunghezza d'onda sintonizzabile continua. Dal punto di vista dell'integrazione dei fotoni e nell'incontro con la futura rete tutta ottica, DBR a griglia campione, DBR a griglia sovrastrutturate e laser sintonizzabili integrati con modulatori e amplificatori possono essere promettenti fonti di luce sintonizzabili per Z.
Anche il laser sintonizzabile con reti in fibra con cavità esterna è un tipo promettente di sorgente luminosa, che ha una struttura semplice, larghezza della linea stretta e un facile accoppiamento in fibra. Se il modulatore EA può essere integrato nella cavità, può anche essere usato come sorgente solitaria ottica sintonizzabile ad alta velocità. Inoltre, negli ultimi anni i laser in fibra sintonizzabili basati sui laser in fibra hanno compiuto notevoli progressi. Ci si può aspettare che le prestazioni dei laser sintonizzabili nelle fonti di luce di comunicazione ottica saranno ulteriormente migliorate e che la quota di mercato aumenterà gradualmente, con prospettive di applicazioni molto brillanti.