Princípio de ajuste do laser semicondutor ajustável (laser ajustável)

Princípio de sintonia deLaser semicondutor ajustável(Laser ajustável)

O laser semicondutor ajustável é um tipo de laser que pode alterar continuamente o comprimento de onda da saída do laser em uma determinada faixa. 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 de comprimento de onda. Este tipo de laser tem uma ampla gama de aplicações em comunicação óptica, espectroscopia, detecção, medicina e outras áreas. A Figura 1 mostra a composição básica de umlaser sintonizável, incluindo a unidade de ganho de luz, a cavidade FP composta pelos espelhos dianteiro e traseiro e a unidade de filtro de seleção de modo óptico. Finalmente, ajustando o comprimento da cavidade de reflexão, o filtro de modo óptico pode atingir a saída de seleção de comprimento de onda.

FIG.1

Método de ajuste e sua derivação

O princípio de ajuste do sintonizávellasers semicondutoresdepende principalmente da alteração dos parâmetros físicos do ressonador laser para obter mudanças 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. A seguir detalhamos vários métodos de ajuste comuns e seus princípios:

1. Ajuste de injeção de portadora

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

2. Ajuste térmico O ajuste térmico consiste em alterar o índice de refração e o comprimento da cavidade do material, alterando a temperatura operacional do laser, de modo a obter o ajuste do comprimento de onda. Mudanças na temperatura afetam o índice de refração e o tamanho físico do material.

3. Ajuste mecânico O ajuste mecânico consiste em obter o ajuste do comprimento de onda alterando a posição ou ângulo dos elementos ópticos externos do laser. Os métodos comuns de ajuste mecânico incluem alterar o ângulo da rede de difração e mover a posição do espelho.

4 Sintonia eletro-óptica A sintonia eletro-óptica é obtida pela aplicação de um campo elétrico a um material semicondutor para alterar o índice de refração do material, conseguindo assim a sintonia do comprimento de onda. Este método é comumente usado emmoduladores eletro-ópticos (MOE) e lasers sintonizados eletro-opticamente.

Em resumo, o princípio de ajuste do laser semicondutor sintonizável 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. Métodos de ajuste específicos incluem ajuste por injeção de portadora, 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 considerada de acordo com os requisitos específicos da aplicação, como faixa de ajuste, velocidade de ajuste, resolução e estabilidade.