Narrow Linewidth Laser Teknologia Bigarren zatia
1960an, munduko lehen errubi laserra egoera solidoko laser bat izan zen, irteerako energia handia eta uhin-luzera estaldura zabalagoa zuelako. Egoera solidoko laserren egitura espazial bereziak malguagoa egiten du lerro-zabalera estuaren irteeraren diseinuan. Gaur egun, inplementatutako metodo nagusiak barrunbe laburren metodoa, norabide bakarreko eraztunaren barrunbearen metodoa, barrunbe barneko metodo estandarra, torsio pendulu moduko barrunbearen metodoa, bolumen Bragg sareta metodoa eta haziaren injekzio metodoa dira.
7. irudiak egoera solido-modu longitudinal bakarreko zenbait laser tipikoren egitura erakusten du.
7 (a) irudiak luzetarako modu bakarreko hautapenaren funtzionamendu-printzipioa erakusten du barrunbeko FP estandarrean oinarrituta, hau da, estandarraren linea zabaleko transmisio-espektro estua beste luzetarako moduen galera handitzeko erabiltzen da, beste luzetarako moduak izan daitezen. moduko lehiaketa-prozesuan iragazten dira transmisio txikiagatik, luzetarako modu bakarreko funtzionamendua lortzeko. Horrez gain, uhin-luzera sintonizatzeko irteera sorta jakin bat lor daiteke FP estandarraren Angelua eta tenperatura kontrolatuz eta luzetarako moduaren tartea aldatuz. IRUDIA. 7(b) eta (c) eraztun osziladore ez-planoa (NPRO) eta luzetarako moduko irteera bakar bat lortzeko erabiltzen den torsional pendulu moduko barrunbearen metodoa erakusten dute. Lan-printzipioa erresonadorean habea noranzko bakarrean hedatzea da, alderantzizko partikulen kopuruaren banaketa espazial irregularra modu eraginkorrean ezabatzea uhin geldikorreko barrunbe arruntean, eta horrela zulo espazialaren erretzearen efektuaren eragina saihestea lortzeko. luzetarako modu bakarreko irteera. Bulk Bragg grating (VBG) moduaren hautapenaren printzipioa lehen aipatutako erdieroaleen eta zuntzezko lerro-zabalera estuko laserren antzekoa da, hau da, VBG iragazki-elementu gisa erabiliz, bere selektibitate espektral onean eta angeluaren selektibitatean oinarrituta, osziladorea. uhin-luzera edo banda zehatz batean oszilatzen du luzetarako moduaren hautapenaren eginkizuna lortzeko, 7(d) irudian ikusten den moduan.
Aldi berean, luzetarako modua aukeratzeko hainbat metodo konbina daitezke beharren arabera, luzetarako moduaren hautapenaren zehaztasuna hobetzeko, lerro-zabalera gehiago murrizteko edo moduaren lehiaren intentsitatea areagotzeko, maiztasun ez-lineala eraldaketa eta beste bitarteko batzuk sartuz, eta irteerako uhin-luzera zabaltzeko. laserra marra zabalera estu batean funtzionatzen duen bitartean, eta hori egiteko zaila dalaser erdieroaleaetazuntz laserrak.
(4) Brillouin laserra
Brillouin laserra Brillouin sakabanaketa (SBS) efektu estimulatuan oinarritzen da zarata baxua, lerro zabalera estuaren irteerako teknologia lortzeko, bere printzipioa fotoiaren eta barneko eremu akustikoen elkarreragina da Stokes fotoien maiztasun-aldaketa jakin bat sortzeko, eta etengabe anplifikatzen da. banda zabalera irabazi.
8. irudian SBS bihurketaren maila-diagrama eta Brillouin laserren oinarrizko egitura erakusten dira.
Eremu akustikoaren bibrazio-maiztasun baxua dela eta, materialaren Brillouin-en maiztasun-aldaketa 0,1-2 cm-1 baino ez da normalean, beraz 1064 nm-ko laserra ponpa argi gisa, sortutako Stokes-en uhin-luzera 1064,01 nm ingurukoa izaten da askotan, baina horrek esan nahi du bere bihurtze-eraginkortasun kuantikoa oso altua dela (teorian %99,99raino). Horrez gain, euskarriaren Brillouin-en irabazteko lerro-zabalera MHZ-ghz-eko ordena baino ez denez (euskarri solido batzuen Brillouin-en irabazteko lerro-zabalera 10 MHz ingurukoa baino ez da), laser lanerako substantziaren irabazi-lerro-zabalera baino askoz txikiagoa da. 100 GHz-ko ordenako, beraz, Brillouin laser-en kitzikaturiko Stokes-ek espektroaren estutze-fenomeno nabaria erakutsi dezake barrunbean anplifikazio anitz ondoren, eta bere irteera-lerroaren zabalera ponpa-lerroaren zabalera baino hainbat magnitude-ordena estuagoa da. Gaur egun, Brillouin laserra ikerkuntza-puntu bihurtu da fotonikaren alorrean, eta linea-zabalera oso estuaren irteeraren Hz eta Hz azpiko ordenari buruzko txosten asko egon dira.
Azken urteotan, uhin-gida egitura duten Brillouin gailuak sortu diramikrouhinen fotonika, eta azkar garatzen ari dira miniaturizazioaren, integrazio handiko eta bereizmen handiagoaren norabidean. Horrez gain, diamantea bezalako material kristal berrietan oinarritutako espazioko Brillouin laserra ere sartu da jendearen ikuskeran azken bi urteetan, uhin-gidaren egituraren boterean eta kaskadako SBS botila-lepoan, Brillouin laserren boterean izandako aurrerapen berritzailea. 10 W-ko magnituderaino, bere aplikazioa zabaltzeko oinarriak ezarriz.
Bilgune orokorra
Punta-puntako ezagutzaren etengabeko esplorazioarekin, lerro-zabalera estuaren laserrak ezinbesteko tresna bihurtu dira ikerketa zientifikoan beren errendimendu bikainarekin, hala nola LIGO laser interferometroa grabitazio-uhinak detektatzeko, maiztasun bakarreko lerro-zabalera estua erabiltzen duena.laserra1064 nm-ko uhin-luzera hazi-iturri gisa, eta hazi-argiaren lerro-zabalera 5 kHz-en barruan dago. Horrez gain, uhin-luzera sintonizagarria eta modu-jauzirik gabeko zabalera estuko laserrek aplikazio-potentzial handia erakusten dute, batez ere komunikazio koherenteetan, uhin-luzera (edo maiztasuna) uhin-luzera zatitzeko (WDM) edo maiztasun-zatiketa-multiplexaren (FDM) beharrak ezin hobeto ase ditzaketenak. ) sintonizagarritasuna, eta komunikazio mugikorren hurrengo belaunaldiko teknologiaren oinarrizko gailu bihurtzea espero da.
Etorkizunean, laser materialen eta prozesatzeko teknologiaren berrikuntzak laser lerro-zabaleraren konpresioa, maiztasunaren egonkortasunaren hobekuntza, uhin-luzeraren hedapena eta potentzia hobetzea sustatuko du, mundu ezezaguna gizakiaren esploraziorako bidea irekiz.
Argitalpenaren ordua: 2023-11-29