Tecnologia laser de largura de linha estreita Parte dois
Em 1960, o primeiro laser rubi do mundo era um laser de estado sólido, caracterizado por uma energia de alta saída e uma cobertura mais ampla do comprimento de onda. A estrutura espacial exclusiva do laser de estado sólido o torna mais flexível no design da saída de largura de linha estreita. Atualmente, os principais métodos implementados incluem método de cavidade curta, método de cavidade de anel unidirecional, método padrão de intracavidade, método de cavidade do modo de pêndulo de torção, método de grade de volume Bragg e método de injeção de semente.
A Figura 7 mostra a estrutura de vários lasers típicos de modo sólido de modo único.
A Figura 7 (a) mostra o princípio de funcionamento da seleção de modo longitudinal único com base no padrão de FP da cavidade, ou seja, o espectro de transmissão de largura de linha estreita do padrão é usado para aumentar a perda de outros modos longitudinais, de modo que outros modos longitudinais são filtrados no processo de concorrência de modo devido à sua pequena transmissão, assim como a operação única. Além disso, uma certa faixa de saída de ajuste do comprimento de onda pode ser obtida controlando o ângulo e a temperatura do padrão FP e alterando o intervalo do modo longitudinal. FIGO. 7 (b) e (c) mostram o oscilador de anel não-planar (NPro) e o método de cavidade do modo de pêndulo de torção usado para obter uma única saída de modo longitudinal. O princípio de trabalho é fazer com que o feixe se propagasse em uma única direção no ressonador, eliminando efetivamente a distribuição espacial desigual do número de partículas revertidas na cavidade comum da onda em pé e, assim O princípio da seleção de modo de grade Bragg (VBG) em massa é semelhante à dos lasers de largura de linha estreita semicondutores e de fibra mencionados anteriormente, ou seja, usando o VBG como um elemento de filtro, com base em sua boa seletividade e seletividade de ângulo, os oscilados em um comprimento de onda ou banda para alcançar a função.
At the same time, several longitudinal mode selection methods can be combined according to needs to improve the longitudinal mode selection accuracy, further narrow the linewidth, or increase the mode competition intensity by introducing nonlinear frequency transformation and other means, and expand the output wavelength of the laser while operating in a narrow linewidth, which is difficult to do forlaser semicondutorelasers de fibra.
(4) Laser de Brillouin
O laser de Brillouin é baseado no efeito estimulado da dispersão de Brillouin (SBS) para obter a tecnologia de saída de largura de linha de baixo ruído, seu princípio é através do fóton e a interação interna do campo acústico para produzir uma certa mudança de frequência de Stokes fótons e é continuamente amplificada na largura de banda de ganho.
A Figura 8 mostra o diagrama de nível da conversão SBS e a estrutura básica do laser de Brillouin.
Devido à baixa frequência de vibração do campo acústico, a mudança de frequência de Brillouin do material geralmente é de apenas 0,1-2 cm-1; portanto, com laser de 1064 nm como luz da bomba, o comprimento de onda de Stokes gerado geralmente é extremamente alto (9999%, mas isso também significa que sua eficiência de conversão quantum. Além disso, como a largura de linha de ganho de Brillouin do meio é geralmente apenas da ordem de MHz-GHZ (a largura de linha de ganho de Brillouin de algum meio sólido é de apenas 10 MHz), é muito menor que a largura de linha do laser que pode ser mostrada a Substância de 100 GHz, Sos Specious, Specious, que se anima em Brillouin Lass A cavidade e sua largura da linha de saída são várias ordens de magnitude mais estreitas que a largura da linha da bomba. Atualmente, o laser de Brillouin se tornou um ponto de acesso de pesquisa no campo fotônico, e houve muitos relatórios sobre a ordem Hz e Sub-Hz de saída de largura de linha extremamente estreita.
Nos últimos anos, os dispositivos Brillouin com estrutura de guia de ondas surgiram no campoFotônica de microondase estão se desenvolvendo rapidamente na direção da miniaturização, alta integração e maior resolução. Além disso, o laser Brillouin, com base em novos materiais de cristal, como o Diamond, também entrou na visão das pessoas nos últimos dois anos, seu inovador avanço no poder da estrutura do guia de ondas e do gargalo da Cascade SBS, o poder do laser de Brillouin para a magnitude de 10 W, estabelecendo a base para a aplicação de expansão.
Junção geral
Com a exploração contínua do conhecimento de ponta, lasers estreitos de largura de linha se tornaram uma ferramenta indispensável em pesquisa científica com seu excelente desempenho, como o Ligo do interferômetro a laser para detecção de ondas gravitacionais, que usa uma largura de linha estreita de frequência únicalasercom um comprimento de onda de 1064 nm como fonte de semente, e a largura de linha da luz de semente está dentro de 5 kHz. Além disso, lasers de largura estreita com comprimento de onda ajustáveis e nenhum salto de modo também mostram um ótimo potencial de aplicação, especialmente em comunicações coerentes, que podem atender perfeitamente às necessidades da multiplexação por divisão de divisão de comprimento de onda (WDM) ou multiplexação por divisão de frequência (FDM) para o comprimento de onda (ou frequência), e é esperado que se torne o dispositivo principal da próxima geração da geração da próxima geração da tecnologia de comunicação (ou frequência), e é esperado
No futuro, a inovação de materiais a laser e tecnologia de processamento promoverá ainda mais a compressão da largura de linha a laser, a melhoria da estabilidade da frequência, a expansão da faixa de comprimento de onda e a melhoria do poder, abrindo caminho para a exploração humana do mundo desconhecido.
Hora de postagem: novembro de 29-2023