Principio di sintonia del laser a semiconduttore sintonizzabile (laser sintonizzabile)

Principio di sintonizzazione diLaser a semiconduttore sintonizzabile(Laser sintonizzabile)

Il laser a semiconduttore sintonizzabile è una specie di laser che può cambiare continuamente la lunghezza d'onda dell'uscita laser in un certo intervallo. Il laser a semiconduttore sintonizzabile adotta la messa a punto termico, la sintonizzazione elettrica e la messa a punto meccanica per regolare la lunghezza della cavità, lo spettro di riflesso della reticolo, la fase e altre variabili per ottenere la sintonizzazione della lunghezza d'onda. Questo tipo di laser ha una vasta gamma di applicazioni nella comunicazione ottica, spettroscopia, rilevamento, medicina e altri campi. La Figura 1 mostra la composizione di base di alaser sintonizzabile, tra cui l'unità di guadagno della luce, la cavità FP composta dagli specchi anteriori e posteriori e dall'unità filtro di selezione della modalità ottica. Infine, regolando la lunghezza della cavità di riflessione, il filtro in modalità ottica può raggiungere l'uscita di selezione della lunghezza d'onda.

Fig.1

Metodo di sintonizzazione e la sua derivazione

Il principio di sintonizzazione di sintonizzabilelaser a semiconduttoreDipende principalmente dalla modifica dei parametri fisici del risonatore laser per ottenere cambiamenti continui o discreti nella lunghezza d'onda laser di output. Questi parametri includono, ma non sono limitati a, indice di rifrazione, lunghezza della cavità e selezione della modalità. I seguenti dettagli su diversi metodi di sintonizzazione comuni e i loro principi:

1. Tuning di iniezione del vettore

La messa a punto dell'iniezione del vettore è quella di modificare l'indice di rifrazione del materiale cambiando la corrente iniettata nella regione attiva del laser a semiconduttore, in modo da ottenere la messa a punto della lunghezza d'onda. Quando la corrente aumenta, la concentrazione del portatore nella regione attiva aumenta, con conseguente variazione dell'indice di rifrazione, che a sua volta colpisce la lunghezza d'onda laser.

2. Tuning termico La sintonizzazione termica consente di modificare l'indice di rifrazione e la lunghezza della cavità del materiale modificando la temperatura operativa del laser, in modo da ottenere la messa a punto della lunghezza d'onda. Le variazioni di temperatura influiscono sull'indice di rifrazione e la dimensione fisica del materiale.

3. Tuning meccanico La sintonizzazione meccanica consiste nel raggiungere la messa a punto della lunghezza d'onda modificando la posizione o l'angolo degli elementi ottici esterni del laser. I metodi di sintonizzazione meccanica comuni includono la modifica dell'angolo della griglia di diffrazione e lo spostamento della posizione dello specchio.

4 Sintesa elettro-ottica La sintonizzazione elettro-ottica si ottiene applicando un campo elettrico a un materiale a semiconduttore per modificare l'indice di rifrazione del materiale, ottenendo così la messa a punto della lunghezza d'onda. Questo metodo è comunemente usato inmodulatori elettro-ottici (Eom) e laser elettro-otticamente sintonizzati.

In sintesi, il principio di accordatura del laser a semiconduttore sintonizzabile realizza principalmente la messa a punto della lunghezza d'onda modificando i parametri fisici del risonatore. Questi parametri includono indice di rifrazione, lunghezza della cavità e selezione della modalità. Metodi di sintonizzazione specifici includono messa a punto dell'iniezione del vettore, sintonizzazione termica, sintonizzazione meccanica e sintonizzazione elettro-ottica. Ogni metodo ha il proprio meccanismo fisico specifico e una derivazione matematica e la selezione del metodo di sintonizzazione appropriato deve essere considerata in base ai requisiti specifici dell'applicazione, come intervallo di sintonia, velocità di sintonia, risoluzione e stabilità.