Princípio de ajuste do laser semicondutor ajustável (laser ajustável)

Princípio de ajuste deLaser semicondutor ajustável(Laser sintonizável)

O laser semicondutor ajustável é um tipo de laser que pode alterar continuamente o comprimento de onda da saída do laser em um determinado intervalo. O laser semicondutor ajustável adota ajuste térmico, ajuste elétrico e ajuste mecânico para ajustar o comprimento da cavidade, espectro de reflexão de grade, fase e outras variáveis ​​para obter ajuste do comprimento de onda. Esse tipo de laser possui uma ampla gama de aplicações em comunicação óptica, espectroscopia, detecção, médicos e outros campos. A Figura 1 mostra a composição básica de umlaser ajustável, incluindo a unidade de ganho de luz, a cavidade FP composta pelos espelhos frontal e traseira e a unidade de filtro de seleção de modo óptico. Finalmente, ajustando o comprimento da cavidade de reflexão, o filtro do modo óptico pode atingir a saída de seleção do comprimento de onda.

Fig.1

Método de ajuste e sua derivação

O princípio de ajuste do ajusteLasers semicondutoresDepende principalmente da alteração dos parâmetros físicos do ressonador a laser para obter alterações contínuas ou discretas no comprimento de onda do laser de saída. Esses parâmetros incluem, mas não estão limitados a, índice de refração, comprimento da cavidade e seleção de modo. O seguinte detalha vários métodos de ajuste comum e seus princípios:

1. Ajuste de injeção de transportadora

O ajuste da injeção de transportadora é alterar o índice de refração do material alterando a corrente injetada na região ativa do laser semicondutor, de modo a obter ajuste de comprimento de onda. Quando a corrente aumenta, a concentração do transportador na região ativa aumenta, resultando em uma alteração no índice de refração, que por sua vez afeta o comprimento de onda do laser.

2. A ajuste térmica térmica é alterar o índice de refração e o comprimento da cavidade do material alterando a temperatura operacional do laser, de modo a obter ajuste do comprimento de onda. Alterações de temperatura afetam o índice de refração e o tamanho físico do material.

3. A ajuste mecânica mecânica é alcançar o ajuste do comprimento de onda alterando a posição ou ângulo dos elementos ópticos externos do laser. Os métodos comuns de ajuste mecânico incluem a alteração do ângulo da grade de difração e a movimentação da posição do espelho.

4 A ajuste eletro-óptica eletro-óptica é alcançada aplicando um campo elétrico a um material semicondutor para alterar o índice de refração do material, alcançando assim o ajuste do comprimento de onda. Este método é comumente usado emModuladores eletro-ópticos (Eom) e lasers eletro-ópticamente sintonizados.

Em resumo, o princípio de ajuste do laser de semicondutor ajustável realiza principalmente o ajuste do comprimento de onda, alterando os parâmetros físicos do ressonador. Esses parâmetros incluem índice de refração, comprimento da cavidade e seleção de modo. Os métodos de ajuste específicos incluem ajuste de injeção de transportadora, ajuste térmico, ajuste mecânico e ajuste eletro-óptico. Cada método possui seu próprio mecanismo físico específico e derivação matemática, e a seleção do método de ajuste apropriado precisa ser considerado de acordo com os requisitos de aplicação específicos, como faixa de ajuste, velocidade de ajuste, resolução e estabilidade.