مبدأ ضبط ليزر أشباه الموصلات القابل للضبط (ليزر قابل للضبط)

ضبط مبدأليزر أشباه الموصلات القابل للضبط(ليزر قابل للضبط)

ليزر أشباه الموصلات القابل للضبط هو نوع من الليزر يمكنه تغيير الطول الموجي لمخرج الليزر بشكل مستمر في نطاق معين. يعتمد ليزر أشباه الموصلات القابل للضبط على الضبط الحراري والضبط الكهربائي والضبط الميكانيكي لضبط طول التجويف وطيف الانعكاس الشبكي والمرحلة والمتغيرات الأخرى لتحقيق ضبط الطول الموجي. يحتوي هذا النوع من الليزر على مجموعة واسعة من التطبيقات في مجالات الاتصالات البصرية والتحليل الطيفي والاستشعار والمجالات الطبية وغيرها. ويبين الشكل 1 التكوين الأساسي لليزر قابل للضبط، بما في ذلك وحدة كسب الضوء، وتجويف FP المكون من المرايا الأمامية والخلفية، ووحدة مرشح اختيار الوضع البصري. أخيرًا، من خلال ضبط طول تجويف الانعكاس، يمكن لمرشح الوضع البصري الوصول إلى مخرج اختيار الطول الموجي.

الشكل 1

طريقة الضبط واشتقاقها

مبدأ ضبط الانضباطيليزر أشباه الموصلاتيعتمد بشكل أساسي على تغيير المعلمات الفيزيائية لمرنان الليزر لتحقيق تغييرات مستمرة أو منفصلة في الطول الموجي لليزر الناتج. تتضمن هذه المعلمات، على سبيل المثال لا الحصر، معامل الانكسار وطول التجويف واختيار الوضع. فيما يلي تفاصيل العديد من طرق الضبط الشائعة ومبادئها:

1. ضبط حقن الناقل

ضبط حقن الناقل هو تغيير معامل الانكسار للمادة عن طريق تغيير التيار المحقون في المنطقة النشطة من ليزر أشباه الموصلات، وذلك لتحقيق ضبط الطول الموجي. وعندما يزيد التيار، يزداد تركيز الموجة الحاملة في المنطقة النشطة، مما يؤدي إلى تغير في معامل الانكسار، والذي يؤثر بدوره على الطول الموجي لليزر.

2. الضبط الحراري الضبط الحراري هو تغيير معامل الانكسار وطول تجويف المادة عن طريق تغيير درجة حرارة تشغيل الليزر، وذلك لتحقيق ضبط الطول الموجي. تؤثر التغيرات في درجة الحرارة على معامل الانكسار والحجم المادي للمادة.

3. الضبط الميكانيكي الضبط الميكانيكي هو تحقيق ضبط الطول الموجي عن طريق تغيير موضع أو زاوية العناصر البصرية الخارجية لليزر. تتضمن طرق الضبط الميكانيكية الشائعة تغيير زاوية محزوز الحيود وتحريك موضع المرآة.

4 الضبط الكهروضوئي يتم الضبط الكهروضوئي عن طريق تطبيق مجال كهربائي على مادة شبه موصلة لتغيير معامل انكسار المادة، وبالتالي تحقيق ضبط الطول الموجي. تُستخدم هذه الطريقة بشكل شائع فيالمغيرون الكهروضوئية (بعثة التقييم) وأشعة الليزر المضبوطة كهربائيًا.

باختصار، يحقق مبدأ الضبط الخاص بليزر أشباه الموصلات القابل للضبط ضبط الطول الموجي بشكل أساسي عن طريق تغيير المعلمات الفيزيائية للرنان. تتضمن هذه المعلمات معامل الانكسار وطول التجويف واختيار الوضع. تتضمن طرق الضبط المحددة ضبط حقن الناقل، والضبط الحراري، والضبط الميكانيكي، والضبط الكهروضوئي. كل طريقة لها آلية فيزيائية خاصة بها واشتقاق رياضي، ويجب مراعاة اختيار طريقة الضبط المناسبة وفقًا لمتطلبات التطبيق المحددة، مثل نطاق الضبط وسرعة الضبط والدقة والاستقرار.