تطوير وحالة السوق للليزر القابل للضبط الجزء الثاني

تطوير وحالة السوق للليزر القابل للضبط (الجزء الثاني)

مبدأ العملليزر قابل للضبط

هناك ما يقرب من ثلاثة مبادئ لتحقيق ضبط الطول الموجي بالليزر. معظمليزر قابل للضبطاستخدام مواد العمل مع خطوط الفلورسنت واسعة. إن المرنانين الذين يشكلون الليزر لديهم خسائر منخفضة للغاية فقط على نطاق طول موجي ضيق للغاية. لذلك ، فإن الأول هو تغيير الطول الموجي للليزر عن طريق تغيير الطول الموجي المقابل لمنطقة الخسارة المنخفضة من المرنان من قبل بعض العناصر (مثل صريف). والثاني هو تحويل مستوى الطاقة للانتقال بالليزر عن طريق تغيير بعض المعلمات الخارجية (مثل المجال المغناطيسي ، ودرجة الحرارة ، وما إلى ذلك). والثالث هو استخدام التأثيرات غير الخطية لتحقيق تحول وضبط الطول الموجي (انظر البصريات غير الخطية ، وانتثار رامان المحفزة ، ومضاعفة التردد البصري ، وتذبذب البارامترية البصرية). أشعة الليزر النموذجية التي تنتمي إلى وضع الضبط الأول هي الليزر صبغة ، وأشعة الليزر كرايسوبيريل ، وأشعة الليزر المركزية للألوان ، وليزر الغازات العالي للضبط وليزر القابل للضبط.

يتم تقسيم الليزر القابل للضبط من منظور تكنولوجيا الإدراك بشكل أساسي إلى: تكنولوجيا التحكم الحالية ، وتكنولوجيا التحكم في درجة الحرارة ، وتكنولوجيا التحكم الميكانيكية.
من بينها ، تتمثل تقنية التحكم الإلكترونية في تحقيق ضبط الطول الموجي عن طريق تغيير تيار الحقن ، مع سرعة ضبط مستوى NS ، وعرض النطاق الترددي الواسع ، ولكن طاقة الناتج الصغيرة ، استنادًا إلى تقنية التحكم الإلكترونية بشكل رئيسي SG-DBR (أخذ عينات من DBR) وليزر GCSR (Auxiliary Crating Directal Carpling-Sampling-Sampling-Sampling. تغير تقنية التحكم في درجة الحرارة الطول الموجي للإخراج للليزر عن طريق تغيير مؤشر الانكسار في المنطقة النشطة بالليزر. التكنولوجيا بسيطة ، لكنها بطيئة ، ويمكن تعديلها مع عرض نطاق ضيق يبلغ عدد قليل من نانومتر فقط. الرئيسية التي تعتمد على تكنولوجيا التحكم في درجة الحرارة هيDFB ليزر(ردود الفعل الموزعة) والليزر DBR (انعكاس Bragg الموزع). يعتمد التحكم الميكانيكي بشكل أساسي على تقنية MEMS (النظام الميكانيكي الدقيق) لإكمال اختيار الطول الموجي ، مع عرض النطاق الترددي الكبير القابل للتعديل ، طاقة إخراج عالية. الهياكل الرئيسية القائمة على تقنية التحكم الميكانيكية هي DFB (التغذية المرتدة الموزعة) ، ECL (ليزر التجويف الخارجي) و VCSEL (ليزر سطح التجويف العمودي). يتم شرح ما يلي من هذه الجوانب من مبدأ الليزر القابل للضبط.

تطبيق الاتصال البصري

يعد Tunable Laser جهازًا إلكترونيًا رئيسيًا في جيل جديد من نظام الإرسال الكثيف للتقسيم الموجي وتبادل الفوتون في الشبكة البصرية. يزيد تطبيقه بشكل كبير من سعة نظام نقل الألياف البصري ومرونته وقابلية التوسع ، وقد حقق ضبطًا مستمرًا أو شبه مستمر في نطاق طول موجي واسع.
تقوم الشركات والمؤسسات البحثية في جميع أنحاء العالم بترويج البحث وتطوير الليزر القابل للضبط ، ويجري باستمرار تقدمًا جديدًا في هذا المجال. يتم تحسين أداء الليزر القابل للضبط باستمرار وتخفيض التكلفة باستمرار. في الوقت الحاضر ، يتم تقسيم الليزر القابل للضبط بشكل أساسي إلى فئتين: أشباه الموصلات الليزر القابلة للضبط وأشعة الليزر الألياف القابلة للضبط.
ليزر أشباه الموصلاتهو مصدر إضاءة مهم في نظام الاتصالات البصرية ، والذي يتمتع بخصائص الحجم الصغير ، والوزن الخفيف ، وكفاءة التحويل العالية ، وتوفير الطاقة ، وما إلى ذلك ، ويسهل تحقيق تكامل إلكتروني للرقائق الفردية مع الأجهزة الأخرى. يمكن تقسيمه إلى ليزر ردود الفعل الموزعة للضبط ، والليزر المرآة براغ الموزعة ، ونظام الميكروموتور سطح التجويف العمودي الذي ينبعث منه ليزر وليزر أشباه الموصلات الخارجي.
إن تطوير ليزر الألياف القابل للضبط كوسيط كسب وتطوير الصمام الثنائي ليزر أشباه الموصلات كمصدر للمضخة قد عزز بشكل كبير تطوير ليزر الألياف. يعتمد الليزر القابل للضبط على عرض النطاق الترددي لكسب 80nm للألياف المخدرة ، ويتم إضافة عنصر المرشح إلى الحلقة للتحكم في طول الموجة اللينية وتحقيق ضبط الطول الموجي.
إن تطوير ليزر أشباه الموصلات القابل للضبط نشط للغاية في العالم ، كما أن التقدم سريع للغاية. مع اقتراب الليزر القابل للضبط تدريجياً من الليزر ذي الطول الموجي الثابت من حيث التكلفة والأداء ، سيتم استخدامها حتماً في أنظمة الاتصالات وتلعب دورًا مهمًا في الشبكات البصرية المستقبلية.

احتمال التنمية
هناك العديد من أنواع الليزر القابلة للضبط ، والتي يتم تطويرها عمومًا عن طريق إدخال آليات ضبط الطول الموجي على أساس مختلف الليزر ذات الطول الواحد ، وتم توفير بعض السلع إلى السوق على المستوى الدولي. بالإضافة إلى تطوير الليزر البصري القابل للضبط ، تم الإبلاغ عن الليزر القابل للضبط مع وظائف أخرى متكاملة ، مثل الليزر القابل للضبط المدمج مع شريحة واحدة من VCSEL ومعدل امتصاص كهربائي ، وتكامل الليزر مع عينة bragg عينة.
نظرًا لاستخدام الليزر القابل للضبط على نطاق واسع ، يمكن تطبيق الليزر القابل للضبط للهياكل المختلفة على أنظمة مختلفة ، وكل منها له مزايا وعيوب. يمكن استخدام ليزر أشباه الموصلات الخارجي كمصدر للضبط القابل للضبط في أدوات اختبار دقيقة بسبب طاقة الإخراج العالية وطول الموجة القابلة للضبط المستمر. من منظور تكامل الفوتون وتلبية الشبكة البصرية المستقبلية ، قد تكون عينة من DBR ، و DBR ذات الهيكل الفائق ، وأشعة الليزر القابلة للضبط المدمجة مع المعدلات والمكبرات الصبر واعدة مصادر الضوء القابلة للضبط لـ Z.
يعد ليزر الألياف القابل للضبط مع تجويف خارجي أيضًا نوعًا واعدًا من مصدر الضوء ، والذي يحتوي على بنية بسيطة وعرض خط ضيق واقتران الألياف السهل. إذا كان من الممكن دمج Modulator EA في التجويف ، فيمكن أيضًا استخدامه كمصدر Soliton بصري عالي للضبط. بالإضافة إلى ذلك ، أحرزت أشعة الليزر الألياف القابلة للضبط استنادًا إلى ليزر الألياف تقدمًا كبيرًا في السنوات الأخيرة. من المتوقع أن يتم تحسين أداء الليزر القابل للضبط في مصادر ضوء الاتصال البصري ، وستزداد حصة السوق تدريجياً ، مع احتمالات تطبيق مشرقة للغاية.