Xu hướng phát triển của laser có độ rộng vạch hẹp

Xu hướng phát triển củalaser có độ rộng vạch hẹp
Sự phát triển của chế độ phản hồi laser trong laser có độ rộng vạch hẹp chính là sự phát triển của cấu trúc khoang cộng hưởng laser. Dưới đây, chúng ta sẽ giới thiệu các cấu hình khác nhau của công nghệ laser có độ rộng vạch hẹp theo trình tự phát triển của các bộ cộng hưởng laser.

1. Cấu hình khoang cộng hưởng chính đơn. Loại laser này có thể được chia thành khoang cộng hưởng tuyến tính (cấu hình cổ điển, cấu trúc đơn giản và hiệu quả) và khoang cộng hưởng hình vành khuyên (khắc phục hiện tượng cháy lỗ không gian và sử dụng trường sóng truyền). Bộ cộng hưởng vòng không phẳng (NPRO) được đề cập cụ thể trong bộ cộng hưởng vòng, đây là một trường sóng truyền đặc biệt và có độ ổn định cao.tia laserTừ góc độ chiều dài khoang cộng hưởng, có thể chia thành khoang ngắn (dễ dàng thực hiện SLM chế độ dọc đơn, nhưng có độ rộng vạch nội tại lớn và nhiễu cao) và khoang dài (vốn dĩ...).độ rộng đường kẻ hẹpnhưng việc triển khai hoạt động SLM là một khó khăn về mặt kỹ thuật).

2. Cấu hình phản hồi khoang ngoài đơn. Cấu hình này được đề xuất để giải quyết các vấn đề về thời gian tương tác photon ngắn và khó khăn trong việc loại bỏ phát xạ tự phát trong một khoang chính duy nhất, bằng cách lọc và phản hồi photon thông qua một khoang ngoài để nén độ rộng vạch phổ. Các cấu trúc kinh điển ban đầu bao gồm các khoang ngoài kiểu Littrow và Littman Metcalf sử dụng cách tử. Khó khăn kỹ thuật của cấu hình này nằm ở việc khớp pha giữa khoang chính và khoang ngoài.
3. Hai cấu hình khoang cộng hưởng chính tích hợp dựa trên cách tử Bragg:

Laser DFBCấu hình: Kết hợp cấu trúc Bragg với vùng hoạt động và đưa vào vùng dịch pha, nó có tính tích hợp, độ ổn định và tính thực tiễn cao hơn, đồng thời cải thiện sự trôi lệch bước sóng của DBR. Khó khăn kỹ thuật nằm ở quá trình xử lý lưới (chẳng hạn như các phương pháp RGF-DFB epitaxy thứ cấp và SG-DFB khắc bề mặt của DFB bán dẫn).
Cấu hình laser DBR: thay thế các gương truyền thống bằng cấu trúc Bragg thụ động tuần hoàn, có đặc tính lọc và dễ dàng thực hiện SLM với các khoang ngắn. Theo môi trường khuếch đại, nó có thể được chia thành DBR bán dẫn (với khả năng tương thích quy trình tốt) và DBR sợi quang (phụ thuộc vào công nghệ xử lý và pha tạp sợi quang).

Để tiếp tục thu hẹp độ rộng vạch phổ của khoang cộng hưởng chính có đường truyền ngắn (như DFB/DBR), cấu trúc khoang cộng hưởng ngoài dạng composite sẽ được sử dụng. Hình dạng khoang cộng hưởng ngoài đã phát triển cùng với sự tiến bộ của công nghệ:
Khoang cộng hưởng ngoài không gian: các dạng chính ban đầu, bao gồm cách tử (Littrow/Littman) và các bộ lọc quang học khác nhau (như tiêu chuẩn FP).
Khoang cộng hưởng quang ngoài: sử dụng toàn bộ các thiết bị quang học (như mạch quang, FBG, khoang cộng hưởng FP quang học, v.v.), khả năng tích hợp và chống nhiễu mạnh mẽ hơn.
Khoang dẫn sóng ngoài: Công nghệ vi mô-nano dựa trên vật liệu bán dẫn như Si và Si3N4, giúp hệ thống nhỏ gọn và ổn định hơn.

Cuối cùng, bài viết này giới thiệu cấu hình của laser dao động quang điện tử, một dạng phản hồi đặc biệt, chẳng hạn như công nghệ ổn định tần số PDH. Bằng cách sử dụng phản hồi âm điện để khóa tần số laser vào một nguồn tham chiếu có độ ổn định cao, có thể đạt được độ ổn định tần số cực cao. Tuy nhiên, hệ thống này phức tạp, tốn kém và tính linh hoạt về bước sóng bị hạn chế.