الطريق الفني الرئيسي لـليزرات ذات خطوط ضيقة قابلة للضبط
المسارات التقنية الرئيسية للقابلة للضبطليزرات ذات خطوط عرض ضيقةمع تجاويف خارجية من أشباه الموصلات
تُشكّل أشعة الليزر ذات عرض الخطوط الضيق القابلة للضبط أساسًا لتطبيقات واسعة في مجالات مثل الفيزياء الذرية، والتحليل الطيفي، ومعلومات الكم، والاتصالات المتماسكة، والاستشعار عن بُعد، والقياس الدقيق. في هذه المجالات، ستواصل أشعة الليزر الأبسط والأرخص، ذات عرض الخطوط الضيق ونطاق الضبط الأوسع، دفع عجلة تطبيقات جديدة لهذه التقنية.
على مدى السنوات الخمسين الماضية، كان تاريخمصدر ضوء قابل للضبطعكس ليزر TLS إلى حد كبير تطور تكنولوجيا الليزر. استُبدلت ليزرات الصبغة الأولية بليزرات الصمام الثنائي ذات التجويف الخارجي (ECDLs)، بينما تهيمن على الأنظمة عالية الطاقة ليزرات الحالة الصلبة القابلة للضبط (مثل ليزرات التيتانيوم-الياقوت) أو ليزرات Nd:YAG المحولة للتردد باستخدام مذبذبات بصرية بارامترية (OPO). ملأت ليزرات الصمام الثنائي بدون تجاويف خارجية مستقرة السوق منخفضة التكلفة ومنخفضة الأداء بليزرات DFB التجارية وثنائيات DBR، بعرض خطوط ضيق يصل إلى 500 كيلوهرتز. في الآونة الأخيرة، بدأت ليزرات الألياف وليزرات الألياف متغيرة التردد في استبدال العديد من أنظمة الحالة الصلبة بتصميمات مختلفة، مما يوفر طاقة أعلى وقابلية ضبط أكبر، أو عرض خطوط أضيق. في الوقت الحاضر، يُمكّن ظهور أمشاط التردد من تحقيق ليزرات مستقرة التردد عند أي طول موجي مع الحفاظ على استقرار ودقة ممتازين. ومع ذلك، على الرغم من ذلك، فإن التجويف الخارجيليزر أشباه الموصلاتلا يزال يحتفظ بمكانته كمصدر ضوء شائع الاستخدام في العديد من المختبرات بسبب بساطته وتعدد وظائفه وأدائه المحترم وتكلفته المنخفضة للغاية.
في الوقت الحاضر، يتم تطبيق الليزر القابل للضبط ذي الخطوط الضيقة مع أشباه الموصلات ذات التجويف الخارجي على نطاق واسع في:
التبريد والالتقاط بالليزر
تكاثف بوز-أينشتاين
البصريات الكمومية: الضوء المضغوط
الضوء الشفاف والبطيء الكهرومغناطيسي
معايير الوقت والتردد
مطيافية الليزر
تتكون ليزرات العرض الضيق القابلة للضبط عادةً من وحدة تحكم، وصمام ثنائي ليزر، ووحدة اختيار تردد. على سبيل المثال، تُستخدم شبكات لاختيار وضبط تردد الليزر، أو مرشحات تعتمد على بنية عين القط، إلخ. تشمل الخصائص المهمة لليزرات العرض الضيق القابلة للضبط والمزودة بأشباه موصلات تجويف خارجي: عرض خط ليزر ضيق، وانحراف تردد منخفض، ونطاق ضبط واسع، إلخ. وتعتمد هذه الخصائص المتميزة على دائرة قيادة ليزر ممتازة للغاية، والاستقرار الميكانيكي الكلي لليزر، ومبدأ اختيار التردد. لتحقيق استقرار تردد أعلى لليزر، يمكن إضافة أنواع مختلفة من وحدات تثبيت تردد الليزر. على سبيل المثال، باستخدام تقنية تثبيت التردد PDH لتثبيت طول موجة الليزر على التجويف البصري فائق الاستقرار، يمكن تضييق عرض خط الليزر إلى مستوى 1 هرتز، ويمكن أن يصل استقرار التردد إلى أقل من 3×10-15 عند ثانية واحدة.
وقت النشر: ١١ يونيو ٢٠٢٥