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) нь хөндий доторх FP стандартын дагуу нэг уртын горимыг сонгох ажлын зарчмыг харуулж байна, өөрөөр хэлбэл стандартын нарийн шугамын өргөн дамжуулах спектрийг бусад уртын горимуудын алдагдлыг нэмэгдүүлэхэд ашигладаг бөгөөд ингэснээр бусад уртааш горимууд нь бага дамжуулалттай тул горимын өрсөлдөөний процесст шүүгдэж, нэг урт горимд ажиллах боломжтой болно. 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, орон зайн нүхийг шатаах нөлөөнөөс зайлсхийж, нэг уртааш горимын гаралтыг бий болгох явдал юм. Бөөн Браггийн сараалжтай (VBG) горимыг сонгох зарчим нь дээр дурдсан хагас дамжуулагч ба шилэн нарийн шугамын өргөнтэй лазерын зарчимтай төстэй, өөрөөр хэлбэл VBG-ийг шүүлтүүрийн элемент болгон ашиглаж, сайн спектрийн сонгомол чанар, өнцгийн сонгомол чанар дээр тулгуурлан осциллятор нь тодорхой долгионы урт эсвэл зурваст хэлбэлздэг (Зураг 7-д үзүүлсэн шиг уртын дагуу сонгох).
Үүний зэрэгцээ уртааш горимын сонголтын нарийвчлалыг сайжруулах, шугамын өргөнийг улам нарийсгах, эсвэл шугаман бус давтамжийн хувиргалт болон бусад арга хэрэгслийг нэвтрүүлэх замаар горимын өрсөлдөөний эрчмийг нэмэгдүүлэх, нарийн шугамын өргөнд ажиллах үед лазерын гаралтын долгионы уртыг нэмэгдүүлэх хэрэгцээ шаардлагад нийцүүлэн тууш горимыг сонгох хэд хэдэн аргыг хослуулж болно.хагас дамжуулагч лазерболоншилэн лазер.
(4) Brillouin лазер
Brillouin лазер нь дуу чимээ багатай, нарийн шугамын гаралтын технологид суурилсан Brillouin scattering (SBS) эффект дээр суурилдаг бөгөөд түүний зарчим нь фотон ба дотоод акустик талбайн харилцан үйлчлэлээр дамжуулан Стоксын фотонуудын тодорхой давтамжийн шилжилтийг бий болгодог бөгөөд олшруулалтын зурвасын өргөнд тасралтгүй нэмэгддэг.
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 үүсгэгддэг Стокс долгионы урт нь ихэвчлэн ердөө 1064.01 нм байдаг, гэхдээ энэ нь түүний квант хувиргах үр ашиг нь маш өндөр (9.9%) гэсэн үг юм. Нэмж дурдахад, Brillouin-ийн зөөвөрлөгчийн шугамын өргөн нь ихэвчлэн зөвхөн MHZ-ghz-ийн дараалалтай байдаг (зарим хатуу зөөвөрлөгчүүдийн Brillouin-ийн нэмэгдлийн шугамын өргөн нь ердөө 10 МГц байдаг), энэ нь 100 GHz-ийн дарааллын лазерын ажлын бодисын нэмэгдлийн шугамын өргөнөөс хамаагүй бага байдаг тул Бриллоуин лазераар өдөөгдсөн Стокууд олон тооны харагдах байдлыг харуулж чадна. хөндий ба түүний гаралтын шугамын өргөн нь насосны шугамын өргөнөөс хэд хэдэн дарааллаар нарийссан байна. 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 болон каскадын SBS-ийн гацаа, Brillouin лазерын хүчийг 10 Вт хүртэл хүчирхэгжүүлж, хэрэглээг өргөжүүлэх үндэс суурийг тавьсан юм.
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 уртыг (эсвэл давтамж) тохируулах долгионы уртыг хуваах (WDM) эсвэл давтамжийг хуваах (FDM) хэрэгцээг төгс хангаж чадах уялдаа холбоо бүхий харилцаа холбооны хувьд маш сайн хэрэглээний боломжийг харуулдаг 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