Нарийн шугамын өргөнтэй лазер технологи Хоёрдугаар хэсэг
1960 онд дэлхийн хамгийн анхны бадмаараг лазер нь өндөр гаралтын энерги, илүү өргөн долгионы хамрах хүрээгээр тодорхойлогддог хатуу төлөвт лазер байв. Хатуу төлөвт лазерын орон зайн өвөрмөц бүтэц нь нарийн шугамын гаралтын дизайнд илүү уян хатан болгодог. Одоогийн байдлаар богино хөндийн арга, нэг талын цагирагийн хөндийн арга, хөндий доторх стандарт арга, мушгирах дүүжин горимын хөндийн арга, эзэлхүүний Брагг сараалжтай арга, үр тарих арга зэрэг үндсэн аргуудыг хэрэгжүүлж байна.
Зураг 7-д хэд хэдэн ердийн нэг уртааш горимын хатуу төлөвт лазерын бүтцийг харуулав.
Зураг 7(а)-д хөндий доторх FP стандарт дээр тулгуурлан нэг тууш горимыг сонгох ажлын зарчмыг харуулав, өөрөөр хэлбэл стандартын нарийн шугамын өргөн дамжуулах спектрийг бусад тууш горимуудын алдагдлыг нэмэгдүүлэхэд ашигладаг бөгөөд ингэснээр бусад уртын горимууд Уртааш нэг горимд ажиллахын тулд бага дамжуулалтаас шалтгаалан горимын өрсөлдөөний явцад шүүгддэг. Нэмж дурдахад FP стандартын өнцөг ба температурыг хянах, тууш горимын интервалыг өөрчлөх замаар долгионы уртыг тохируулах гаралтын тодорхой хүрээг авах боломжтой. ЗУРАГ. 7(б) ба (в)-д хавтгай бус цагираг осциллятор (NPRO) ба мушгирах дүүжин горимын хөндийн аргыг нэг уртааш горимын гаралтыг олж авахад ашигладаг. Ажлын зарчим нь резонаторт цацрагийг нэг чиглэлд тарааж, ердийн долгионы хөндий дэх урвуу хэсгүүдийн орон зайн жигд бус хуваарилалтыг үр дүнтэй арилгаж, улмаар орон зайн нүхийг шатаах нөлөөнөөс зайлсхийхэд оршино. нэг уртын горимын гаралт. Бөөн Брагг сараалжтай (VBG) горимыг сонгох зарчим нь дээр дурдсан хагас дамжуулагч ба шилэн нарийн шугамын өргөнтэй лазертай төстэй, өөрөөр хэлбэл VBG-ийг шүүлтүүрийн элемент болгон, сайн спектрийн сонгомол, өнцгийн сонгомол, осциллятор дээр тулгуурлан ашигладаг. Зураг 7(d)-д үзүүлсэн шиг уртрагийн горимыг сонгох үүрэг гүйцэтгэхийн тулд тодорхой долгионы урт эсвэл зурваст хэлбэлздэг.
Үүний зэрэгцээ уртааш горимын сонголтын нарийвчлалыг сайжруулах, шугамын өргөнийг улам нарийсгах, эсвэл шугаман бус давтамжийн хувиргалт болон бусад аргуудыг нэвтрүүлэх замаар горимын өрсөлдөөний эрчмийг нэмэгдүүлэх, гаралтын долгионы уртыг нэмэгдүүлэх хэрэгцээ шаардлагад нийцүүлэн уртааш горимыг сонгох хэд хэдэн аргыг хослуулж болно. нарийн шугамын өргөнд ажиллах үед лазерыг хийхэд хэцүү байдагхагас дамжуулагч лазерболоншилэн лазер.
(4) Brillouin лазер
Brillouin лазер нь дуу чимээ багатай, нарийн шугамын гаралтын технологийг бий болгохын тулд өдөөгдсөн Brillouin scattering (SBS) эффект дээр суурилдаг бөгөөд түүний зарчим нь фотон ба дотоод акустик талбайн харилцан үйлчлэлээр дамжуулан Стокс фотонуудын тодорхой давтамжийн шилжилтийг бий болгоход оршино. зурвасын өргөнийг нэмэгдүүлэх.
Зураг 8-д SBS хувиргах түвшний диаграмм ба Brillouin лазерын үндсэн бүтцийг харуулав.
Акустик талбайн чичиргээний давтамж багатай тул материалын Brillouin давтамжийн шилжилт нь ихэвчлэн ердөө 0.1-2 см-1 байдаг тул насосны гэрлийн хувьд 1064 нм лазераар үүсгэсэн Стокс долгионы урт нь ихэвчлэн 1064.01 нм орчим байдаг боловч Энэ нь мөн түүний квант хувиргах үр ашиг маш өндөр (онолын хувьд 99.99% хүртэл) гэсэн үг юм. Нэмж дурдахад, Brillouin-ийн өсгөлтийн шугамын өргөн нь ихэвчлэн MHZ-ghz-ийн дарааллаар (зарим хатуу зөөвөрлөгчийн Brillouin-ийн шугамын өргөн нь ердөө 10 МГц байдаг) байдаг тул энэ нь лазерын ажиллах бодисын шугамын өргөнөөс хамаагүй бага байдаг. 100 GHz давтамжтай тул Brillouin лазераар өдөөгдсөн Стокс нь хөндийд олон удаа олшруулсны дараа спектрийн нарийсалт үзэгдлийг илт харуулж чаддаг бөгөөд түүний гаралтын шугамын өргөн нь насосны шугамын өргөнөөс хэд хэдэн дарааллаар нарийсдаг. Одоогийн байдлаар Brillouin лазер нь фотоникийн салбарт судалгааны халуун цэг болсон бөгөөд маш нарийн шугамын өргөн гаралтын Гц ба дэд Гц дарааллын талаар олон тайлан гарсан.
Сүүлийн жилүүдэд долгион хөтлүүрийн бүтэцтэй Brillouin төхөөрөмжүүд гарч ирсэнбогино долгионы фотоник, мөн жижигрүүлэх, өндөр интеграци, илүү өндөр нарийвчлалтай чиглэлээр хурдацтай хөгжиж байна. Нэмж дурдахад алмаз зэрэг шинэ болор материал дээр суурилсан сансарт ажилладаг Brillouin лазер нь сүүлийн хоёр жилийн хугацаанд хүмүүсийн хараанд нэвтэрч, долгион хөтлүүрийн бүтэц, каскадын SBS гацаа, Brillouin лазерын хүч зэрэгт шинэлэг нээлт хийсэн. 10 Вт хүртэл, түүний хэрэглээг өргөжүүлэх үндэс суурийг тавьсан.
Ерөнхий уулзвар
Хамгийн сүүлийн үеийн мэдлэгийг тасралтгүй эрэлхийлснээр нарийн шугамын өргөнтэй лазерууд нь нэг давтамжийн нарийн шугамын өргөнийг ашигладаг таталцлын долгион илрүүлэх LIGO лазер интерферометр зэрэг маш сайн үзүүлэлтээрээ шинжлэх ухааны судалгаанд зайлшгүй шаардлагатай хэрэгсэл болсон.лазерүрийн эх үүсвэр болох 1064 нм долгионы урттай, үрийн гэрлийн шугамын өргөн нь 5 кГц дотор байна. Нэмж дурдахад долгионы уртыг тохируулах боломжтой, горим үсрэлтгүй нарийн өргөнтэй лазерууд нь долгионы урт (эсвэл давтамж) -ын долгионы уртыг хуваах (WDM) эсвэл давтамж хуваах (FDM) хэрэгцээг төгс хангаж чадах уялдаа холбоо бүхий харилцаа холбооны хувьд маш сайн хэрэглээний боломжийг харуулдаг. ) тохируулах боломжтой бөгөөд дараагийн үеийн хөдөлгөөнт холбооны технологийн үндсэн төхөөрөмж болох төлөвтэй байна.
Ирээдүйд лазерын материал, боловсруулах технологийн шинэчлэл нь лазерын шугамын өргөнийг шахаж, давтамжийн тогтвортой байдлыг сайжруулж, долгионы уртын хүрээг өргөтгөж, хүчийг сайжруулж, хүн төрөлхтний үл мэдэгдэх ертөнцийг судлах замыг нээх болно.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 11-р сарын 29