Sự phát triển và tình trạng thị trường của laser điều chỉnh Phần hai

Sự phát triển và tình trạng thị trường của laser có thể điều chỉnh (Phần hai)

Nguyên lý làm việc củalaser điều chỉnh

Có khoảng ba nguyên tắc để đạt được sự điều chỉnh bước sóng laser. Hầu hếttia laser có thể điều chỉnhsử dụng chất làm việc có vạch huỳnh quang rộng. Các bộ cộng hưởng tạo nên tia laser có tổn thất rất thấp chỉ trong phạm vi bước sóng rất hẹp. Do đó, việc đầu tiên là thay đổi bước sóng của tia laser bằng cách thay đổi bước sóng tương ứng với vùng tổn thất thấp của bộ cộng hưởng bởi một số phần tử (chẳng hạn như cách tử). Thứ hai là dịch chuyển mức năng lượng của quá trình chuyển đổi laser bằng cách thay đổi một số thông số bên ngoài (chẳng hạn như từ trường, nhiệt độ, v.v.). Thứ ba là việc sử dụng các hiệu ứng phi tuyến để đạt được sự biến đổi và điều chỉnh bước sóng (xem quang học phi tuyến, tán xạ Raman kích thích, nhân đôi tần số quang, dao động tham số quang). Các laser điển hình thuộc chế độ điều chỉnh đầu tiên là laser nhuộm, laser chrysoberyl, laser trung tâm màu, laser khí áp suất cao có thể điều chỉnh và laser kích thích có thể điều chỉnh.

Laser có thể điều chỉnh từ góc độ công nghệ hiện thực hóa chủ yếu được chia thành: công nghệ điều khiển dòng điện, công nghệ điều khiển nhiệt độ và công nghệ điều khiển cơ học.
Trong số đó, công nghệ điều khiển điện tử là đạt được điều chỉnh bước sóng bằng cách thay đổi dòng phun, với tốc độ điều chỉnh cấp NS, băng thông điều chỉnh rộng nhưng công suất đầu ra nhỏ, dựa trên công nghệ điều khiển điện tử chủ yếu là SG-DBR (cách tử lấy mẫu DBR) và Laser GCSR (khớp nối hướng phụ trợ phản xạ lấy mẫu ngược). Công nghệ kiểm soát nhiệt độ làm thay đổi bước sóng đầu ra của laser bằng cách thay đổi chiết suất của vùng hoạt động của laser. Công nghệ này đơn giản nhưng chậm và có thể được điều chỉnh với độ rộng băng tần hẹp chỉ vài nm. Những cái chính dựa trên công nghệ kiểm soát nhiệt độ làLaser DFB(phản hồi phân tán) và laser DBR (Phản xạ Bragg phân tán). Điều khiển cơ học chủ yếu dựa trên công nghệ MEMS (hệ thống vi cơ điện tử) để hoàn thiện việc lựa chọn bước sóng, với băng thông điều chỉnh lớn, công suất đầu ra cao. Các cấu trúc chính dựa trên công nghệ điều khiển cơ học là DFB (phản hồi phân tán), ECL (laser khoang ngoài) và VCSEL (laser phát ra bề mặt khoang dọc). Phần sau đây được giải thích từ những khía cạnh này của nguyên lý laser điều chỉnh được.

Ứng dụng truyền thông quang học

Laser có thể điều chỉnh là một thiết bị quang điện tử quan trọng trong thế hệ mới của hệ thống ghép kênh phân chia bước sóng dày đặc và trao đổi photon trong mạng toàn quang. Ứng dụng của nó làm tăng đáng kể công suất, tính linh hoạt và khả năng mở rộng của hệ thống truyền dẫn cáp quang, đồng thời thực hiện điều chỉnh liên tục hoặc gần như liên tục trong phạm vi bước sóng rộng.
Các công ty và tổ chức nghiên cứu trên khắp thế giới đang tích cực thúc đẩy nghiên cứu và phát triển tia laser có thể điều chỉnh được, và những tiến bộ mới liên tục được thực hiện trong lĩnh vực này. Hiệu suất của laser có thể điều chỉnh được không ngừng được cải thiện và chi phí không ngừng giảm. Hiện nay, laser điều chỉnh được chủ yếu được chia thành hai loại: laser bán dẫn điều chỉnh được và laser sợi quang điều chỉnh được.
Laser bán dẫnlà nguồn sáng quan trọng trong hệ thống truyền thông quang học, có đặc điểm là kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, hiệu suất chuyển đổi cao, tiết kiệm điện, v.v. và dễ dàng tích hợp quang điện tử chip đơn với các thiết bị khác. Nó có thể được chia thành laser phản hồi phân tán có thể điều chỉnh, laser gương Bragg phân tán, laser phát ra bề mặt khoang dọc của hệ thống micromotor và laser bán dẫn khoang bên ngoài.
Sự phát triển của laser sợi quang có thể điều chỉnh như một phương tiện khuếch đại và sự phát triển của diode laser bán dẫn làm nguồn bơm đã thúc đẩy đáng kể sự phát triển của laser sợi quang. Laser có thể điều chỉnh dựa trên băng thông khuếch đại 80nm của sợi pha tạp và phần tử lọc được thêm vào vòng lặp để kiểm soát bước sóng phát laser và thực hiện điều chỉnh bước sóng.
Sự phát triển của laser bán dẫn có thể điều chỉnh đang rất tích cực trên thế giới và tiến độ cũng rất nhanh. Khi các laser có thể điều chỉnh dần dần tiếp cận các laser có bước sóng cố định về mặt chi phí và hiệu suất, chúng chắc chắn sẽ được sử dụng ngày càng nhiều trong các hệ thống truyền thông và đóng một vai trò quan trọng trong các mạng toàn quang trong tương lai.

Triển vọng phát triển
Có nhiều loại laser có thể điều chỉnh, thường được phát triển bằng cách giới thiệu thêm các cơ chế điều chỉnh bước sóng trên cơ sở các loại laser có bước sóng đơn khác nhau và một số mặt hàng đã được cung cấp ra thị trường quốc tế. Ngoài sự phát triển của laser điều chỉnh quang học liên tục, các laser điều chỉnh được tích hợp các chức năng khác cũng đã được báo cáo, chẳng hạn như laser điều chỉnh được tích hợp với một chip VCSEL và bộ điều biến hấp thụ điện, và laser tích hợp với tấm phản xạ Bragg cách tử mẫu. và bộ khuếch đại quang bán dẫn và bộ điều biến hấp thụ điện.
Bởi vì laser có thể điều chỉnh bước sóng được sử dụng rộng rãi nên laser có thể điều chỉnh được ở nhiều cấu trúc khác nhau có thể được áp dụng cho các hệ thống khác nhau và mỗi hệ thống đều có ưu điểm và nhược điểm. Laser bán dẫn khoang bên ngoài có thể được sử dụng làm nguồn sáng có thể điều chỉnh băng rộng trong các thiết bị kiểm tra chính xác vì công suất đầu ra cao và bước sóng có thể điều chỉnh liên tục. Từ góc độ tích hợp photon và đáp ứng mạng toàn quang trong tương lai, DBR cách tử mẫu, DBR cách tử cấu trúc thượng tầng và laser điều chỉnh được tích hợp với bộ điều biến và bộ khuếch đại có thể là nguồn sáng điều chỉnh đầy hứa hẹn cho Z.
Laser có thể điều chỉnh cách tử sợi với khoang bên ngoài cũng là một loại nguồn sáng đầy hứa hẹn, có cấu trúc đơn giản, chiều rộng đường hẹp và khả năng ghép sợi dễ dàng. Nếu bộ điều chế EA có thể được tích hợp trong khoang, nó cũng có thể được sử dụng làm nguồn soliton quang có thể điều chỉnh tốc độ cao. Ngoài ra, laser sợi quang có thể điều chỉnh dựa trên laser sợi quang đã đạt được tiến bộ đáng kể trong những năm gần đây. Có thể kỳ vọng rằng hiệu suất của tia laser có thể điều chỉnh được trong các nguồn sáng truyền thông quang học sẽ được cải thiện hơn nữa và thị phần sẽ tăng dần với triển vọng ứng dụng rất sáng sủa.