Нарийн шугамын өргөн лазерын технологи Хоёрдугаар хэсэг
1960 онд дэлхийн анхны бадмаараг лазер нь өндөр гаралтын энерги, илүү өргөн долгионы урттай хамрах хүрээгээр тодорхойлогддог хатуу төлөвт лазер байв. Хатуу төлөвт лазерын өвөрмөц орон зайн бүтэц нь нарийн шугамын өргөнтэй гаралтын загварыг илүү уян хатан болгодог. Одоогийн байдлаар хэрэгжүүлж буй гол аргуудад богино хөндийн арга, нэг чиглэлт цагираг хөндийн арга, хөндий доторх стандарт арга, мушгиралтын дүүжин горимын хөндийн арга, эзэлхүүнтэй Брэгг торны арга, үрийн тарилгын арга орно.
Зураг 7-д хэд хэдэн ердийн нэг уртрагийн горимтой хатуу төлөвт лазерын бүтцийг харуулав.
Зураг 7(a)-д хөндий доторх FP стандартад суурилсан нэг уртрагийн горимын сонголтын ажиллах зарчмыг харуулав, өөрөөр хэлбэл стандартын нарийн шугамын өргөний дамжуулах спектрийг бусад уртрагийн горимын алдагдлыг нэмэгдүүлэхэд ашигладаг бөгөөд ингэснээр бусад уртрагийн горимууд нь бага дамжуулалттай тул горимын өрсөлдөөний процесст шүүгдэж, нэг уртрагийн горимын ажиллагааг хангах болно. Үүнээс гадна, FP стандартын өнцөг ба температурыг хянаж, уртрагийн горимын интервалыг өөрчлөх замаар долгионы уртын тохируулгын гаралтын тодорхой хүрээг гаргаж авах боломжтой. Зураг 7(b) ба (c)-д нэг уртрагийн горимын гаралтыг авахад ашигладаг хавтгай бус цагираг осциллятор (NPRO) болон мушгиралтын дүүжин горимын хөндийн аргыг харуулав. Ажлын зарчим нь цацрагийг резонаторт нэг чиглэлд тархах, ердийн зогсож буй долгионы хөндий дэх урвуу бөөмсийн тооны жигд бус орон зайн тархалтыг үр дүнтэй арилгах, улмаар нэг уртрагийн горимын гаралтыг бий болгохын тулд орон зайн нүх шатаах нөлөөллийн нөлөөллөөс зайлсхийх явдал юм. Бөөнөөр Брэгг тор (VBG) горим сонгох зарчим нь өмнө дурдсан хагас дамжуулагч болон шилэн нарийн шугамын өргөнтэй лазеруудтай төстэй бөгөөд өөрөөр хэлбэл VBG-г шүүлтүүр элемент болгон ашигласнаар сайн спектрийн сонголт болон өнцгийн сонголтын үндсэн дээр осциллятор нь тодорхой долгионы урт эсвэл зурваст хэлбэлзэж, уртааш горим сонгох үүргийг гүйцэтгэдэг бөгөөд үүнийг Зураг 7(d)-д үзүүлэв.
Үүний зэрэгцээ, уртрагийн горим сонгох нарийвчлалыг сайжруулах, шугамын өргөнийг улам нарийсгах, эсвэл шугаман бус давтамжийн хувиргалт болон бусад хэрэгслийг нэвтрүүлэх замаар горимын өрсөлдөөний эрчмийг нэмэгдүүлэх, нарийн шугамын өргөнд ажиллах үед лазерын гаралтын долгионы уртыг өргөжүүлэх зэрэг хэрэгцээ шаардлагад нийцүүлэн хэд хэдэн уртааш горим сонгох аргыг нэгтгэж болно.хагас дамжуулагч лазермөншилэн лазер.
(4) Бриллюэн лазер
Бриллюин лазер нь бага дуу чимээ, нарийн шугамын өргөн гаралтын технологид суурилсан Бриллюин тархалтын (SBS) эффектийг өдөөж, Стокс фотонуудын тодорхой давтамжийн шилжилтийг бий болгохын тулд фотон болон дотоод акустик талбайн харилцан үйлчлэлээр дамжуулан олшруулалтын зурвасын өргөн дотор тасралтгүй өсгөдөг.
Зураг 8-д SBS хувиргалтын түвшний диаграмм болон Бриллюэн лазерын үндсэн бүтцийг харуулав.
Акустик талбайн чичиргээний давтамж бага байдаг тул материалын Бриллюиний давтамжийн шилжилт нь ихэвчлэн ердөө 0.1-2 см-1 байдаг тул 1064 нм лазерыг насосны гэрэл болгон ашиглахад үүссэн Стокс долгионы урт нь ихэвчлэн ердөө 1064.01 нм байдаг боловч энэ нь түүний квант хувиргалтын үр ашиг маш өндөр (онолын хувьд 99.99% хүртэл) гэсэн үг юм. Үүнээс гадна, орчны Бриллюиний олшруулалтын шугамын өргөн нь ихэвчлэн зөвхөн MHZ-ghz-ийн дарааллаар байдаг тул (зарим хатуу орчны Бриллюиний олшруулалтын шугамын өргөн нь ердөө 10 MHz орчим байдаг), энэ нь 100 GHz-ийн дарааллаар ажилладаг лазерын ажлын бодисын олшруулалтын шугамын өргөнөөс хамаагүй бага байдаг тул Бриллюиний лазераар өдөөгдсөн Стокс нь хөндийд олон удаагийн олшруулалтын дараа спектрийн нарийсалт илэрхий үзэгдлийг харуулж болох бөгөөд түүний гаралтын шугамын өргөн нь насосны шугамын өргөнөөс хэд дахин нарийсдаг. Одоогийн байдлаар Бриллюэн лазер нь фотоникийн салбарт судалгааны гол цэг болж байгаа бөгөөд маш нарийн шугамын өргөний гаралтын герц ба дэд герц дарааллын талаар олон тайлан гарсан.
Сүүлийн жилүүдэд долгион хөтлөгч бүтэцтэй Бриллюэн төхөөрөмжүүд энэ салбарт гарч ирсэн.богино долгионы фотоник, мөн миниатюрчлал, өндөр интеграци, өндөр нягтралын чиглэлд хурдацтай хөгжиж байна. Үүнээс гадна, алмааз зэрэг шинэ болор материал дээр суурилсан сансарт ажилладаг Бриллюин лазер нь сүүлийн хоёр жилд хүмүүсийн хараанд орж ирсэн бөгөөд долгион хөтлүүрийн бүтэц болон каскадын SBS саад тотгорын хүч, Бриллюин лазерын хүчийг 10 Вт хүртэл нэмэгдүүлэх чиглэлээр шинэлэг нээлт хийж, хэрэглээг нь өргөжүүлэх үндэс суурийг тавьсан.
Ерөнхий уулзвар
Хамгийн сүүлийн үеийн мэдлэгийг тасралтгүй судлахын хэрээр нарийн шугамын өргөнтэй лазерууд нь маш сайн гүйцэтгэлээрээ шинжлэх ухааны судалгаанд зайлшгүй шаардлагатай хэрэгсэл болсон. Тухайлбал, нэг давтамжтай нарийн шугамын өргөнийг ашигладаг таталцлын долгион илрүүлэх зориулалттай LIGO лазер интерферометр.лазерҮрийн эх үүсвэр болгон 1064 нм долгионы урттай бөгөөд үрийн гэрлийн шугамын өргөн нь 5 кГц дотор байна. Үүнээс гадна, долгионы уртыг тохируулах боломжтой, горимын үсрэлтгүй нарийн өргөнтэй лазерууд нь ялангуяа когерент харилцаа холбоонд маш их хэрэглээний боломжийг харуулж байгаа бөгөөд энэ нь долгионы уртыг (эсвэл давтамжийг) тохируулах чадварын хувьд долгионы уртыг хуваах мультиплекслэлт (WDM) эсвэл давтамжийг хуваах мультиплекслэлт (FDM)-ийн хэрэгцээг төгс хангаж чаддаг бөгөөд дараагийн үеийн хөдөлгөөнт холбооны технологийн гол төхөөрөмж болно гэж найдаж байна.
Ирээдүйд лазер материал болон боловсруулах технологийн шинэчлэл нь лазерын шугамын өргөнийг шахах, давтамжийн тогтвортой байдлыг сайжруулах, долгионы уртын хүрээг тэлэх, хүчийг сайжруулахад түлхэц болж, хүн төрөлхтөн үл мэдэгдэх ертөнцийг судлах замыг нээж өгөх болно.
Нийтэлсэн цаг: 2023 оны 11-р сарын 29