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

Principio di accordatura diLaser a semiconduttore sintonizzabile(Laser sintonizzabile)

Il laser a semiconduttore sintonizzabile è un tipo di laser che può modificare continuamente la lunghezza d'onda dell'emissione laser in un determinato intervallo. Il laser a semiconduttore sintonizzabile adotta la sintonizzazione termica, la sintonizzazione elettrica e la sintonizzazione meccanica per regolare la lunghezza della cavità, lo spettro di riflessione del 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, nella spettroscopia, nel rilevamento, in campo medico e in altri campi. La Figura 1 mostra la composizione di base di alaser sintonizzabile, inclusa l'unità di guadagno della luce, la cavità FP composta dagli specchi anteriore e posteriore e l'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.

FIGURA 1

Metodo di accordatura e sua derivazione

Il principio di accordatura di sintonizzabilelaser a semiconduttoredipende principalmente dalla modifica dei parametri fisici del risonatore laser per ottenere cambiamenti continui o discreti nella lunghezza d'onda del laser in uscita. Questi parametri includono, ma non sono limitati a, indice di rifrazione, lunghezza della cavità e selezione della modalità. Di seguito vengono descritti in dettaglio diversi metodi di ottimizzazione comuni e i relativi principi:

1. Messa a punto dell'iniezione del carrier

La sintonizzazione dell'iniezione del vettore consiste nel modificare l'indice di rifrazione del materiale modificando la corrente iniettata nella regione attiva del laser a semiconduttore, in modo da ottenere la sintonizzazione della lunghezza d'onda. Quando la corrente aumenta, la concentrazione del portatore nella regione attiva aumenta, determinando una variazione dell'indice di rifrazione, che a sua volta influenza la lunghezza d'onda del laser.

2. Regolazione termica La regolazione termica consiste nel modificare l'indice di rifrazione e la lunghezza della cavità del materiale modificando la temperatura operativa del laser, in modo da ottenere la regolazione della lunghezza d'onda. I cambiamenti di temperatura influenzano l'indice di rifrazione e la dimensione fisica del materiale.

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

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

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


Orario di pubblicazione: 17 dicembre 2024