Häälestatava laseri areng ja turuseisund (teine osa)
Tööpõhimõtehäälestatav laser
Laser -lainepikkuse häälestamise saavutamiseks on umbes kolm põhimõtet. Kõige rohkemhäälestatavad laseridKasutage laiade fluorestsentsliinidega töötavaid aineid. Laseri moodustavatel resonaatoritel on väga madal kadu ainult väga kitsas lainepikkuse vahemikus. Seetõttu on esimene muuta laseri lainepikkust, muutes lainepikkust, mis vastab resonaatori madalale kadude piirkonnale mõne elemendiga (näiteks riiv). Teine on lasersiirde energiataseme nihutamine, muutes mõningaid väliseid parameetreid (näiteks magnetväli, temperatuur jne). Kolmas on mittelineaarsete efektide kasutamine lainepikkuse muundamise ja häälestamise saavutamiseks (vt mittelineaarne optika, stimuleeritud Ramani hajumine, optiline sagedus kahekordistumine, optiline parameetriline võnkumine). Esimesesse häälestamisrežiimi kuuluvad tüüpilised laserid on värvainete laserid, krüsoberüüllaserid, värvikeskuse laserid, häälestatavad kõrgsurvegaaside laserid ja häälestatavad ekstmeerilised laserid.
Realiseerimistehnoloogia vaatenurgast on häälestatav laser jagunenud peamiselt: praeguse juhtimistehnoloogia, temperatuurikontrolli tehnoloogia ja mehaanilise juhtimistehnoloogia.
Nende hulgas on elektrooniline juhtimistehnoloogia, et saada lainepikkuse häälestamine, muutes sissepritsevoolu, NS-taseme häälestamiskiiruse, laia häälestamisribalaiusega, kuid väike väljundvõimsus, mis põhineb elektroonilisel juhtimistehnoloogial, peamiselt SG-DBR (proovivõturiskid DBR) ja GCSR-laser (abistava riivide suundumise suunas tagantjäreleheit). Temperatuuri juhtimise tehnoloogia muudab laseri väljund lainepikkust, muutes laseriga aktiivse piirkonna murdumisnäitajat. Tehnoloogia on lihtne, kuid aeglane ja seda saab reguleerida kitsa riba laiusega vaid mõne nm. Peamised temperatuuri juhtimise tehnoloogial põhinevadDFB -laser(jaotatud tagasiside) ja DBR -laseriga (jaotatud Braggi peegeldus). Mehaaniline juhtimine põhineb peamiselt MEMS (mikroelektromehaanilise süsteemi) tehnoloogial lainepikkuse valiku lõpuleviimiseks, suure reguleeritava ribalaiusega, suure väljundvõimsusega. Peamised mehaanilise juhtimistehnoloogial põhinevad struktuurid on DFB (jaotatud tagasiside), ECL (väline õõnsuslaser) ja VCSEL (vertikaalne õõnsuse pind kiirgavat laserit). Nendest on selgitatud häälestatavate laserite põhimõtte nendest aspektidest.
Optiline suhtlusrakendus
Häälestatav laser on peamine optoelektrooniline seade tiheda lainepikkusega jagamise multipleksimissüsteemi ja footonivahetuse uues põlvkonnas kogu optilises võrgus. Selle rakendus suurendab oluliselt optiliste kiudainete ülekandesüsteemi mahtu, paindlikkust ja mastaapsust ning on realiseerinud pideva või kvaaspikkuse häälestamise laias lainepikkuse vahemikus.
Ettevõtted ja uurimisasutused kogu maailmas edendavad aktiivselt häälestatavate laserite uurimist ja arendamist ning selles valdkonnas tehakse pidevalt uusi edusamme. Häälestatavate laserite jõudlust paraneb pidevalt ja kulud vähenevad pidevalt. Praegu jagunevad häälestatavad laserid peamiselt kahte kategooriasse: pooljuhtide häälestatavad laserid ja häälestatavad kiudained.
Pooljuhtide laseron oluline valgusallikas optilises sidesüsteemis, millel on omadused väikese suurusega, kerge kaal, kõrge muundamise efektiivsus, energiasääst jne, ja millele on lihtne saavutada ühe kiibi optoelektrooniline integreerimine teiste seadmetega. Selle võib jagada häälestatavaks hajutatud tagasiside laseri, hajutatud Braggi peegellaseri, mikromotoorse süsteemi vertikaalse õõnsuse pinna kiirgava laseriga ja välise õõnsuse pooljuhtide laseriga.
Häälestatava kiu laseri arendamine võimenduskeskkonnana ja pooljuhtide laserdioodi kui pumbaallikana on kiudainete arengut märkimisväärselt edendanud. Häälestatav laser põhineb legeeritud kiudude 80NM võimenduse ribalaiusel ja silmusele lisatakse filterielement, et juhtida lahke lainepikkust ja realiseerida lainepikkuse häälestamine.
Häälestatava pooljuhtlaseri areng on maailmas väga aktiivne ja ka edusammud on väga kiired. Kui häälestatavad laserid lähenevad järk-järgult fikseeritud lainepikkuse laseritele kulude ja jõudluse osas, kasutatakse neid paratamatult sidesüsteemides üha enam ja mängivad olulist rolli tulevastes optilistes võrkudes.
Arenduse väljavaade
On palju häälestatavaid lasereid, mida üldiselt välja töötatakse, tutvustades lainepikkuse häälestamise mehhanisme mitmesuguste ühe lainepikkusega laserite alusel ja mõned kaubad on rahvusvaheliselt turule tarnitud. Lisaks pidevate optiliste häälestatavate laserite väljatöötamisele on teatatud ka häälestatavate teiste funktsioonidega laseb laseb, näiteks häälestatava laser, mis on integreeritud ühe vcseli ühe kiibi ja elektrilise neeldumismodulaatoriga, ning laser integreeritud proovirektsioon Braggi refker ja semikonduktori optiline amplifir ja elektriline modulaator.
Kuna lainepikkusega häälestatavat laserit kasutatakse laialdaselt, saab erinevate struktuuride häälestatavat laserit kasutada erinevatele süsteemidele ning kõigil on plussid ja puudused. Välist õõnsuse pooljuhtlaserit saab kasutada lairibalauaga häälestatava valgusallikana täpse testimisinstrumentides selle suure väljundvõimsuse ja pideva häälestatava lainepikkuse tõttu. Footoni integreerimise vaatenurgast ja tulevase kogu-optilise võrgustikuga kohtumine võib DBR-i proovivõtu, pealisehitud restide DBR ja häälestatavad laserid, mis on integreeritud modulaatorite ja võimenditega, olla Z-jaoks paljutõotavad häälestatavad valgusallikad.
Kiudreida häälestatav laser välise õõnsusega on ka paljutõotav valgusallikas, millel on lihtne struktuur, kitsa joone laius ja kerge kiudude sidumine. Kui EA modulaatorit saab integreerida õõnsusesse, saab seda kasutada ka kiire häälestatava optilise solitoni allikana. Lisaks on kiu laseritel põhinevad häälestatavad kiu laserid viimastel aastatel märkimisväärseid edusamme teinud. Võib eeldada, et häälestatavate laserite toimimist optilistes suhtlusallikates parandatakse veelgi ja turuosa järk -järgult suureneb väga eredate rakenduste väljavaadetega.
Postiaeg: 31-2023 oktoober