Hôm nay, chúng tôi sẽ giới thiệu một tia laser đơn sắc của người Viking với laser cực đoan - laser hẹp. Sự xuất hiện của nó lấp đầy các khoảng trống trong nhiều trường ứng dụng của laser, và trong những năm gần đây đã được sử dụng rộng rãi trong phát hiện sóng hấp dẫn, cảm biến, cảm biến phân tán, giao tiếp quang kết hợp tốc độ cao và các trường khác, đó là một nhiệm vụ mà không thể hoàn thành bằng cách cải thiện năng lượng laser.
Một laser độ rộng đường hẹp hẹp là gì?
Thuật ngữ độ rộng đường dây trực tuyến đề cập đến chiều rộng đường phổ của laser trong miền tần số, thường được định lượng theo chiều rộng đầy đủ của đỉnh của phổ (FWHM). Độ rộng của dòng chủ yếu bị ảnh hưởng bởi bức xạ tự phát của các nguyên tử hoặc ion bị kích thích, nhiễu pha, rung động cơ học của bộ cộng hưởng, jitter nhiệt độ và các yếu tố bên ngoài khác. Giá trị của chiều rộng dòng càng nhỏ, độ tinh khiết của phổ càng cao, nghĩa là độ đơn sắc của laser càng tốt. Laser với các đặc điểm như vậy thường có rất ít nhiễu pha hoặc tần số và rất ít nhiễu cường độ tương đối. Đồng thời, giá trị chiều rộng tuyến tính của laser càng nhỏ, độ kết hợp tương ứng càng mạnh, được biểu hiện dưới dạng chiều dài kết hợp cực kỳ dài.
Thực hiện và áp dụng laser thông báo hẹp
Giới hạn bởi đường truyền tăng vốn có của chất làm việc của laser, gần như không thể trực tiếp nhận ra đầu ra của laser thông báo thông tin hẹp bằng cách dựa vào chính bộ tạo dao động truyền thống. Để nhận ra hoạt động của laser thông báo đường hẹp hẹp, thường cần sử dụng các bộ lọc, cách tử và các thiết bị khác để giới hạn hoặc chọn mô đun dọc trong phổ khuếch đại, tăng chênh lệch mức tăng ròng giữa các chế độ dọc, do đó có một vài hoặc thậm chí chỉ có một chế độ theo chiều dọc. Trong quá trình này, thường cần phải kiểm soát ảnh hưởng của nhiễu đến đầu ra laser và giảm thiểu việc mở rộng các đường quang phổ gây ra bởi sự thay đổi rung và nhiệt độ của môi trường bên ngoài; Đồng thời, nó cũng có thể được kết hợp với việc phân tích mật độ phổ nhiễu pha hoặc tần số để hiểu nguồn gốc của tiếng ồn và tối ưu hóa thiết kế của laser, để đạt được đầu ra ổn định của laser đường truyền hẹp.
Chúng ta hãy xem xét việc thực hiện hoạt động về đường dây thu hẹp của một số loại laser khác nhau.
Laser bán dẫn có những lợi thế về kích thước nhỏ gọn, hiệu quả cao, cuộc sống lâu dài và lợi ích kinh tế.
Bộ cộng hưởng quang Fabry-Perot (FP) được sử dụng trong truyền thốngLaser bán dẫnNói chung dao động ở chế độ đa chiều dài và chiều rộng đường đầu ra tương đối rộng, do đó cần phải tăng phản hồi quang để có được đầu ra của chiều rộng đường hẹp.
Phản hồi phân tán (DFB) và phản xạ Bragg phân tán (DBR) là hai laser bán dẫn phản hồi quang học nội bộ điển hình. Do độ dốc nhỏ và độ chọn lọc bước sóng tốt, dễ dàng đạt được đầu ra dòng chảy hẹp tần số đơn ổn định. Sự khác biệt chính giữa hai cấu trúc là vị trí của cách tử: cấu trúc DFB thường phân phối cấu trúc định kỳ của cách tử Bragg trong bộ cộng hưởng và bộ cộng hưởng của DBR thường bao gồm cấu trúc cách tử phản xạ và vùng tăng được tích hợp vào bề mặt cuối. Ngoài ra, laser DFB sử dụng các cách tử nhúng với độ tương phản chỉ số khúc xạ thấp và độ phản xạ thấp. Laser DBR sử dụng các cách tử bề mặt với độ tương phản chỉ số khúc xạ cao và độ phản xạ cao. Cả hai cấu trúc có phạm vi phổ tự do lớn và có thể thực hiện điều chỉnh bước sóng mà không cần chế độ nhảy trong phạm vi của một vài nanomet, trong đó laser DBR có phạm vi điều chỉnh rộng hơn so vớiLaser DFB. Ngoài ra, công nghệ phản hồi quang khoang bên ngoài, sử dụng các yếu tố quang học bên ngoài để phản hồi ánh sáng đi của chip laser bán dẫn và chọn tần số, cũng có thể nhận ra hoạt động về độ rộng đường dây hẹp của laser bán dẫn.
(2) Laser sợi
Laser sợi có hiệu quả chuyển đổi bơm cao, chất lượng chùm tia tốt và hiệu quả khớp nối cao, đó là các chủ đề nghiên cứu nóng trong lĩnh vực laser. Trong bối cảnh thời đại thông tin, laser sợi có khả năng tương thích tốt với các hệ thống truyền thông sợi quang hiện tại trên thị trường. Laser sợi tần số đơn với những ưu điểm của chiều rộng đường hẹp, nhiễu thấp và sự gắn kết tốt đã trở thành một trong những hướng quan trọng của sự phát triển của nó.
Hoạt động của chế độ theo chiều dọc là lõi của laser sợi để đạt được đầu ra chiều rộng đường hẹp, thường có thể theo cấu trúc của bộ cộng hưởng của laser sợi tần số đơn có thể được chia thành loại DFB, loại DBR và loại vòng. Trong số đó, nguyên tắc làm việc của Laser sợi tần số đơn DFB và DBR tương tự như các laser bán dẫn DFB và DBR.
Như được hiển thị trong Hình 1, laser sợi DFB sẽ viết lưới Bragg phân tán vào sợi. Do bước sóng làm việc của bộ dao động bị ảnh hưởng bởi thời gian sợi, chế độ dọc có thể được chọn thông qua phản hồi phân tán của cách tử. Bộ cộng hưởng laser của laser DBR thường được hình thành bởi một cặp cách tử Bragg sợi, và chế độ theo chiều dọc duy nhất được chọn chủ yếu bởi dải hẹp và độ phản xạ thấp. Tuy nhiên, do bộ cộng hưởng dài, cấu trúc phức tạp và thiếu cơ chế phân biệt tần số hiệu quả, khoang hình vòng dễ bị nhảy chế độ và rất khó để hoạt động ổn định ở chế độ theo chiều dọc liên tục trong một thời gian dài.
Hình 1, hai cấu trúc tuyến tính điển hình của tần số đơnLaser sợi
Thời gian đăng: Tháng 11-27-2023