Tecnologia laser a larghezza di linea stretta Parte due
Nel 1960, il primo laser Ruby al mondo era un laser a stato solido, caratterizzato da un'energia di uscita elevata e una più ampia copertura della lunghezza d'onda. La struttura spaziale unica del laser a stato solido lo rende più flessibile nella progettazione dell'uscita della larghezza di linea stretta. Al momento, i metodi principali implementati includono metodo di cavità breve, metodo di cavità dell'anello a senso unico, metodo standard intracavità, metodo della cavità della modalità a pendolo a torsione, metodo di griglia del volume Bragg e metodo di iniezione di semi.
La Figura 7 mostra la struttura di diversi tipici laser a stato solido in modalità singolo-longitudinale.
La Figura 7 (a) mostra il principio di funzionamento della selezione di modalità longitudinale singola basata sullo standard FP in cavità, ovvero lo spettro di trasmissione a larghezza di linea stretta dello standard viene utilizzato per aumentare la perdita di altre modalità longitudinali, in modo che altre modalità longitudinali siano filtrate nel processo di competizione in modalità a causa della loro piccola trasmittazione, in modo da ottenere una singola operazione longitudinale. Inoltre, è possibile ottenere un certo intervallo di uscita di accordatura della lunghezza d'onda controllando l'angolo e la temperatura dello standard FP e modificando l'intervallo della modalità longitudinale. FICO. 7 (b) e (c) mostrano l'oscillatore ad anello non planare (NPRO) e il metodo della cavità della modalità a pendolo torsionale utilizzato per ottenere un'uscita in modalità longitudinale singola. Il principio di lavoro è far propagare il raggio in un'unica direzione nel risonatore, eliminare efficacemente la distribuzione spaziale irregolare del numero di particelle invertite nella normale cavità dell'onda stazionaria, e quindi evitare l'influenza dell'effetto di bruciore del foro spaziale per ottenere un'unica produzione longitudinale. Il principio della selezione della modalità VBG (Bulk Bragg Grat (VBG) è simile a quello dei laser a larghezza di linea stretta e fibra menzionati in precedenza, cioè usando VBG come elemento di filtro, in base alla sua buona selettività spettrale e alla selezione dell'angolo, dell'oscillatore oscillatore a oscillatore a una lunghezza d'onda o alla banda specifica per raggiungere il ruolo della modalità longitudinale, come mostrato nella figura 7 (d).
Allo stesso tempo, diversi metodi di selezione della modalità longitudinale possono essere combinati in base alle esigenze per migliorare l'accuratezza della selezione della modalità longitudinale, restringere ulteriormente la larghezza di linea o aumentare l'intensità della concorrenza in modalità introducendo la trasformazione della frequenza non lineare e altri mezzi, ed espandere la lunghezza d'onda di uscita del laser mentre operano in una larghezza di linea stretta, che è difficile da fare perlaser a semiconduttoreElaser in fibra.
(4) Brillouin Laser
Il laser Brillouin si basa sull'effetto stimolato Scattering Brillouin (SBS) per ottenere un basso rumore, una tecnologia di uscita a larghezza di linea stretta, il suo principio è attraverso il fotone e l'interazione interno del campo acustico per produrre un certo spostamento di frequenza dei fotoni di Stokes ed è continuamente amplificato all'interno della larghezza di banda di guadagno.
La Figura 8 mostra il diagramma di livello della conversione SBS e la struttura di base del laser Brillouin.
A causa della bassa frequenza di vibrazione del campo acustico, lo spostamento della frequenza di Brillouin del materiale è generalmente solo 0,1-2 cm-1, quindi con il laser a 1064 nm come luce della pompa, la lunghezza d'onda di Stokes generata è spesso solo circa 1064,01 nm, ma ciò significa anche che la sua efficienza di conversione quantistica è estremamente alta (fino a 99.9% in teoria). Inoltre, poiché la larghezza di linea di guadagno di Brillouin del mezzo è generalmente solo dell'ordine di MHz-GHz (la larghezza di linea di guadagno di Brillouin di alcuni media solidi è solo di circa 10 MHz), è molto inferiore alla larghezza di linea del laser a più sostanza che lavora in amplificazione a più ghenfplification nell'ordine più amplificazione nella sostanza di più aderenza nella sostanza di più aderenza nella sostanza di lavoro più per il fenomenone. La larghezza della linea di output è diversi ordini di grandezza più stretti della larghezza della linea della pompa. Al momento, Brillouin Laser è diventato un hotspot di ricerca nel campo della fotonica e ci sono stati molti rapporti sull'ordine HZ e sub-hz di output di larghezza di linea estremamente stretta.
Negli ultimi anni sono emersi dispositivi Brillouin con struttura a guida d'ondaFotonica a microonde, e si stanno sviluppando rapidamente nella direzione della miniaturizzazione, un'elevata integrazione e una maggiore risoluzione. Inoltre, il Laser Brillouin, basato su nuovi materiali cristallini come Diamond, è entrato nella visione delle persone negli ultimi due anni, la sua svolta innovativa nel potere della struttura della guida d'onda e il collo di bottiglia SBS a cascata, il potere del Laser Brillouin a 10 W, ponendo il fondamento per espandere la sua applicazione.
Giunzione generale
Con la continua esplorazione della conoscenza all'avanguardia, i laser a larghezza di linea stretta sono diventati uno strumento indispensabile nella ricerca scientifica con le loro eccellenti prestazioni, come l'interferometro laser ligo per il rilevamento delle onde gravitazionali, che utilizza una larghezza di linea stretta singola frequenzalaserCon una lunghezza d'onda di 1064 nm come fonte di semi e la larghezza di linea della luce del seme è entro 5 kHz. Inoltre, i laser a larghezza stretta con lunghezza d'onda sintonizzabili e nessun salto in modalità mostrano anche un grande potenziale di applicazione, in particolare nelle comunicazioni coerenti, che possono soddisfare perfettamente le esigenze del multiplexing della divisione di lunghezza d'onda (WDM) o del multiplexing della divisione di frequenza (FDM) per la lunghezza d'onda (o frequenza), e si prevede che diventa il dispositivo principale della prossima generazione della tecnologia mobile.
In futuro, l'innovazione dei materiali laser e la tecnologia di elaborazione promuoverà ulteriormente la compressione della larghezza delle linee laser, il miglioramento della stabilità della frequenza, l'espansione della gamma di lunghezze d'onda e il miglioramento del potere, aprendo la strada all'esplorazione umana del mondo sconosciuto.
Post Time: novembre-29-2023