A principal rota técnica para lasers sintonizáveis ​​de linha espectral estreita.

A principal rota técnica delasers sintonizáveis ​​de largura de linha estreita

As principais rotas técnicas de sintonizaçãolasers de largura de linha estreitacom cavidades externas semicondutoras

Lasers sintonizáveis ​​de linha espectral estreita são a base para uma ampla gama de aplicações em áreas como física atômica, espectroscopia, informação quântica, comunicação coerente, sensoriamento remoto e medição de precisão. Nesses campos, lasers mais simples, mais baratos, com linha espectral mais estreita e maior faixa de sintonia continuarão a impulsionar novas aplicações dessa tecnologia.

Ao longo dos últimos 50 anos, a história dofonte de luz ajustávelA tecnologia TLS Laser refletiu amplamente o desenvolvimento da tecnologia laser. Os lasers de corante iniciais foram substituídos por lasers de diodo de cavidade externa (ECDLs), enquanto os sistemas de alta potência são dominados por lasers de estado sólido sintonizáveis ​​(como lasers de titânio-safira) ou lasers Nd:YAG com conversão de frequência usando osciladores paramétricos ópticos (OPO). Os lasers de diodo sem cavidades externas estáveis ​​preencheram o segmento de mercado de baixo custo e baixo desempenho com lasers DFB comerciais e diodos DBR, com larguras de linha tão estreitas quanto 500 kHz. Recentemente, os lasers de fibra e os lasers de fibra de frequência variável começaram a substituir muitos sistemas de estado sólido com diferentes designs, oferecendo maior potência e maior sintonização, ou larguras de linha mais estreitas. Atualmente, o surgimento de pentes de frequência permite a obtenção de lasers com frequência estabilizada em qualquer comprimento de onda, mantendo excelente estabilidade e precisão. No entanto, apesar disso, a cavidade externa ainda representa um desafio para a tecnologia laser.laser semicondutorAinda mantém seu status como uma fonte de luz comumente usada em muitos laboratórios devido à sua simplicidade, multifuncionalidade, desempenho respeitável e custo muito baixo.

Atualmente, lasers sintonizáveis ​​de linha espectral estreita com semicondutores de cavidade externa têm sido amplamente aplicados em:

Resfriamento e captura a laser

Condensação de Bose-Einstein

Óptica Quântica: Luz comprimida

Luz eletromagnética transparente e lenta

Padrões de tempo e frequência

Espectroscopia a laser

Os lasers sintonizáveis ​​de linha espectral estreita são tipicamente compostos por um controlador, um diodo laser e um módulo de seleção de frequência. Por exemplo, grades de difração são usadas para a seleção e sintonia da frequência do laser, ou filtros baseados na estrutura olho de gato, etc. As características importantes dos lasers sintonizáveis ​​de linha espectral estreita com semicondutores de cavidade externa incluem largura de linha estreita, baixa deriva de frequência e ampla faixa de sintonia. Essas características excepcionais dependem de um circuito de acionamento do laser extremamente eficiente, da estabilidade mecânica geral do laser e do princípio de seleção de frequência. Para alcançar maior estabilidade de frequência do laser, diferentes tipos de módulos de travamento de frequência podem ser adicionados. Por exemplo, usando a tecnologia de estabilização de frequência PDH para travar o comprimento de onda do laser na cavidade óptica superestável, a largura de linha do laser pode ser reduzida para o nível de 1 Hz e a estabilidade de frequência pode atingir < 3 × 10⁻¹⁵ @ 1 s.