La tendenza di sviluppo dilaser a larghezza di linea stretta
L'evoluzione della modalità di feedback laser nei laser a larghezza di riga stretta corrisponde all'evoluzione della struttura della cavità risonante laser. Di seguito, presenteremo diverse configurazioni di tecnologie laser a larghezza di riga stretta, seguendo l'ordine evolutivo dei risonatori laser.
1. Configurazione a cavità principale singola. Questo tipo di laser può essere suddiviso in cavità lineare (configurazione classica, struttura semplice ed efficiente) e cavità anulare (che supera il problema del burn-in spaziale e utilizza un campo a onda progressiva). Il risonatore ad anello non planare (NPRO) è specificamente menzionato nel risonatore ad anello, che è un campo a onda progressiva speciale e altamente stabile.laser. Dal punto di vista della lunghezza della cavità, può essere divisa in cavità corte (facili da implementare SLM in modalità longitudinale singola, ma con ampia larghezza di linea intrinseca e rumore elevato) e cavità lunghe (intrinsecamentelarghezza della linea ridotta(ma l'implementazione del funzionamento SLM rappresenta una difficoltà tecnica).
2. Configurazione a feedback con cavità esterna singola. Questa configurazione è stata proposta per risolvere i problemi del breve tempo di interazione dei fotoni e della difficile eliminazione dell'emissione spontanea in una singola cavità principale, filtrando e retroalimentando i fotoni attraverso una cavità esterna per comprimere la larghezza di riga. Le prime strutture classiche includevano cavità esterne di tipo Littrow e Littman Metcalf che utilizzavano reticoli. La difficoltà tecnica di questa configurazione risiede nell'adattamento di fase tra la cavità principale e la cavità esterna.
3. Due configurazioni integrate della cavità principale basate su reticoli di Bragg:
Laser DFBConfigurazione: Combinando la struttura di Bragg con la regione attiva e introducendo la regione di sfasamento, si ottiene una maggiore integrazione, stabilità e praticità, e si migliora la deriva della lunghezza d'onda del DBR. La difficoltà tecnica risiede nella lavorazione del reticolo (come i metodi RGF-DFB epitassiale secondario e SG-DFB di incisione superficiale del DFB a semiconduttore).
Configurazione laser DBR: sostituisce gli specchi tradizionali con strutture di Bragg passive periodiche, che presentano caratteristiche di filtraggio e sono facili da implementare in SLM con cavità corte. In base al mezzo di guadagno, può essere suddiviso in DBR a semiconduttore (con buona compatibilità di processo) e DBR a fibra (che si basa sulla tecnologia di lavorazione e drogaggio della fibra).
Per comprimere ulteriormente la larghezza di riga della cavità principale corta (come DFB/DBR), verrà utilizzata una struttura di cavità esterna composita. La forma della cavità esterna si è evoluta con lo sviluppo della tecnologia:
Cavità esterna spaziale: prime forme principali, tra cui il reticolo di diffrazione (Littrow/Littman) e vari filtri ottici (come lo standard FP).
Cavità esterna in fibra ottica: utilizzando dispositivi interamente in fibra ottica (come circuiti in fibra ottica, FBG, cavità FP in fibra ottica, ecc.), l'integrazione e la capacità anti-interferenza risultano più efficaci.
Cavità a guida d'onda esterna: lavorazione micro e nano basata su materiali semiconduttori come Si e Si3N4, che rende il sistema più compatto e stabile.
Infine, questo articolo introduce la configurazione dei laser optoelettronici oscillanti, che rappresenta una forma particolare di feedback, come la tecnologia di stabilizzazione della frequenza PDH. Utilizzando un feedback negativo elettrico per bloccare la frequenza del laser a una sorgente di riferimento altamente stabile, è possibile ottenere una stabilità di frequenza estremamente elevata. Tuttavia, il sistema è complesso, costoso e la flessibilità della lunghezza d'onda è limitata.
Data di pubblicazione: 14 aprile 2026