تضيق خط الليزر في عرض الليزر الضيق الجزء الثاني

تضيق خط الليزر في عرض الليزر الضيق الجزء الثاني

(3)ليزر الحالة الصلبة

في عام 1960 ، كان أول ليزر روبي في العالم ليزرًا للدولة الصلبة ، يتميز بطاقة إخراج عالية وتغطية ذات طول موجي أوسع. الهيكل المكاني الفريد لليزر الحالة الصلبة يجعله أكثر مرونة في تصميم ناتج عرض الخط الضيق. في الوقت الحاضر ، تشمل الطرق الرئيسية التي تم تنفيذها طريقة تجويف قصيرة ، طريقة تجويف الحلقة أحادية الاتجاه ، طريقة قياسية داخل الجهود ، طريقة تجويف وضع البندول ، طريقة صريف الحجم وطريقة حقن البذور.

يوضح الشكل 7 بنية العديد من الليزر الحالة الصلبة الوضعية أحادية الطول.

يوضح الشكل 7 (أ) مبدأ العمل المتمثل في اختيار الوضع الطولي المفرد استنادًا إلى معيار FP داخل التجويف ، أي أن طيف انتقال العرض الضيق للمعيار يستخدم لزيادة فقدان الأوضاع الطولية الأخرى ، بحيث يتم ترشيح أنماط طولية أخرى في عملية المنافسة بسبب عملية نقلها الصغيرة ، وبالتالي لتحقيق عملية طولية واحدة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن الحصول على نطاق معين من إخراج ضبط الطول الموجي عن طريق التحكم في زاوية ودرجة حرارة معيار FP وتغيير الفاصل الزمني للوضع الطولي. تين. تُظهر 7 (ب) و (ج) مذبذب الحلقة غير الطائرات (NPRO) وطريقة تجويف وضع البندول الالتواء المستخدمة للحصول على مخرج الوضع الطولي واحد. يتمثل مبدأ العمل في جعل الشعاع ينتشر في اتجاه واحد في الرنان ، ويزيل بشكل فعال التوزيع المكاني غير المتكافئ لعدد الجزيئات المعكوسة في تجويف الموجة الدائمة العادية ، وبالتالي تجنب تأثير تأثير حرق الفتحة المكانية لتحقيق مخرج الوضع الطولي واحد. يشبه مبدأ اختيار وضع Bragg Bragg (VBG) مع أشباه الموصلات وألياف الليزر الضيقة التي تم ذكرها سابقًا ، أي باستخدام VBG كعنصر مرشح ، استنادًا إلى انتقائية طيفية جيدة وانتقائية الزاوية ، تتوجب على التذبذب في طول وادح محدد أو فرقة لتحقيق دور الطول الطول في الشكل 7 (D).
في الوقت نفسه ، يمكن الجمع بين العديد من طرق اختيار الوضع الطولي وفقًا للاحتياجات لتحسين دقة اختيار الوضع الطولي ، أو تضييق نطاق عرض الخط ، أو زيادة كثافة المنافسة في الوضع من خلال إدخال تحويل التردد غير الخطي ووسائل أخرى ، وتوسيع طول موجة الخرج للليزر أثناء العمل في خط ضيق ، وهو أمر يصعب القيام به.ليزر أشباه الموصلاتوليزر الألياف.

(4) ليزر Brillouin

يعتمد ليزر Brillouin على تأثير نثر Brillouin (SBS) المحفز للحصول على تقنية انخفاض الضوضاء ، وتكنولوجيا الخطية الضيقة ، ويتم مبدأه من خلال الفوتون والتفاعل الحقل الصوتي الداخلي لإنتاج تحول تردد معين من فوتونات Stokes ، ويتم تضخيمها بشكل مستمر داخل نطاق مكاسب.

يوضح الشكل 8 مخطط مستوى تحويل SBS والهيكل الأساسي للليزر Brillouin.

نظرًا لتردد الاهتزاز المنخفض للحقل الصوتي ، يكون تحول تردد Brillouin للمادة عادة 0.1-2 سم -1 ، لذلك مع الليزر 1064 نانومتر مثل ضوء المضخة ، يكون طول الموجة المتولد في غالبًا حوالي 1064.01 نانومتر ، ولكن هذا يعني أيضًا أن كفاءة التحويل الكمية عالية للغاية (تصل إلى 99.99 ٪ من الناحية النظرية). بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن عرض Brillouin للوسيط هو عادة ما يكون فقط من ترتيب MHZ-GHZ (عرض خطوط الكسب المبرقة لبعض الوسائط الصلبة هو حوالي 10 ميغاهيرتز) ، فهي أقل بكثير من عرض خطوط الكسب من مادة التجويف المتضخمة ، وبعد أن تضيق الجهود المتضخمة ، وترتيب التجويف المتضخم. عرض خط الخرج هو عدة أوامر من حجم أضيق من عرض خط المضخة. في الوقت الحاضر ، أصبح ليزر Brillouin نقطة ساخنة للبحث في مجال الضوئيات ، وكان هناك العديد من التقارير حول ترتيب HZ و Sub-HZ لإخراج خطوط خطية ضيقة للغاية.

في السنوات الأخيرة ، ظهرت أجهزة Brillouin مع بنية الدليل الموجي في مجالالفوتونيات الميكروويف، وتتطور بسرعة في اتجاه التصغير ، والتكامل العالي ودقة أعلى. بالإضافة إلى ذلك ، فإن ليزر Brillouin الذي يديره الفضاء يعتمد على مواد بلورية جديدة مثل Diamond ، دخل أيضًا في رؤية الأشخاص في العامين الماضيين ، وإنجازه المبتكر في قوة هيكل الدليل الموجي و Cascade SBS Bottleneck ، وقوة ليزر Brillouin إلى 10 W ، مما يضع الأساس لتطبيقه.
تقاطع عام
من خلال الاستكشاف المستمر للمعرفة المتطورة ، أصبحت الليزر الضيقة خطوطًا لا غنى عنها في الأبحاث العلمية مع أدائها الممتاز ، مثل LIGO التداخل بالليزر للكشفالليزرمع طول موجة 1064 نانومتر كمصدر للبذور ، وعرض خط البذور في 5 كيلو هرتز. بالإضافة إلى ذلك ، تظهر أشعة الليزر الضيقة ذات العرض الضيق مع ضبط الطول الموجي ولا توجد قفزة في وضع كبير ، خاصة في الاتصالات المتماسكة ، والتي يمكن أن تلبي احتياجات تعدد الإرسال في تقسيم الطول الموجي بشكل مثالي (WDM) أو توليد الترددات المتعددة (FDM) من أجل الطول الموجي (أو التردد) ، ومن المتوقع أن يصبح الجهاز الأساسي لتكنولوجيا التواصل المتنقل.
في المستقبل ، سيعزز ابتكار مواد الليزر وتكنولوجيا المعالجة زيادة ضغط خط الليزر ، وتحسين استقرار التردد ، وتوسيع نطاق الطول الموجي وتحسين القوة ، ويمهد الطريق لاستكشاف الإنسان للعالم المجهول.