Häälestatava pooljuhtlaseri häälestamise põhimõte (Tunable laser)

Häälestamise põhimõteTuunitav pooljuhtlaser(Tuunitav laser)

Häälestatav pooljuhtlaser on omamoodi laser, mis suudab pidevalt muuta laserväljundi lainepikkust teatud vahemikus. Häälestatav pooljuhtlaser kasutab termilist, elektrilist ja mehaanilist häälestust, et reguleerida õõnsuse pikkust, võre peegeldusspektrit, faasi ja muid muutujaid, et saavutada lainepikkuse häälestamine. Seda tüüpi laseril on lai valik rakendusi optilise side, spektroskoopia, anduri, meditsiini ja muudes valdkondades. Joonisel 1 on näidatud a põhikoostishäälestatav laser, sealhulgas valgusvõimenduse seade, esi- ja tagapeeglitest koosnev FP õõnsus ning optilise režiimi valimise filtriüksus. Lõpuks, peegeldusõõne pikkust reguleerides, võib optilise režiimi filter jõuda lainepikkuse valiku väljundini.

JOONIS 1

Häälestusmeetod ja selle tuletamine

Häälestatava häälestamise põhimõtepooljuhtlaseridsõltub peamiselt laserresonaatori füüsikaliste parameetrite muutmisest, et saavutada laseri väljundlainepikkuse pidevad või diskreetsed muutused. Nende parameetrite hulka kuuluvad, kuid mitte ainult, murdumisnäitaja, õõnsuse pikkus ja režiimi valik. Järgnevalt kirjeldatakse mitut levinumat häälestusmeetodit ja nende põhimõtteid.

1. Kandja sissepritse häälestamine

Kandja sissepritse häälestamine on materjali murdumisnäitaja muutmine, muutes pooljuhtlaseri aktiivsesse piirkonda sisestatud voolu, et saavutada lainepikkuse häälestamine. Kui vool suureneb, suureneb kandja kontsentratsioon aktiivses piirkonnas, mille tulemusena muutub murdumisnäitaja, mis omakorda mõjutab laseri lainepikkust.

2. Termiline häälestamine Soojushäälestuse eesmärk on muuta materjali murdumisnäitajat ja õõnsuse pikkust, muutes laseri töötemperatuuri, et saavutada lainepikkuse häälestamine. Temperatuurimuutused mõjutavad materjali murdumisnäitajat ja füüsikalist suurust.

3. Mehaaniline häälestamine Mehaaniline häälestamine on laseri väliste optiliste elementide asendi või nurga muutmise teel lainepikkuse häälestamine. Levinud mehaanilised häälestamismeetodid hõlmavad difraktsioonvõre nurga muutmist ja peegli asendi liigutamist.

4 Elektro-optiline häälestamine Elektrooptiline häälestamine saavutatakse pooljuhtmaterjalile elektrivälja rakendamisega, et muuta materjali murdumisnäitaja, saavutades seeläbi lainepikkuse häälestuse. Seda meetodit kasutatakse tavaliseltelektrooptilised modulaatorid (EOM) ja elektrooptiliselt häälestatud laserid.

Kokkuvõtteks võib öelda, et häälestatava pooljuhtlaseri häälestuspõhimõte realiseerib peamiselt lainepikkuse häälestamise resonaatori füüsikalisi parameetreid muutes. Nende parameetrite hulka kuuluvad murdumisnäitaja, õõnsuse pikkus ja režiimi valik. Spetsiifilised häälestusmeetodid hõlmavad kandja süstimist, termilist häälestamist, mehaanilist häälestamist ja elektro-optilist häälestamist. Igal meetodil on oma spetsiifiline füüsiline mehhanism ja matemaatiline tuletus ning sobiva häälestusmeetodi valikut tuleb kaaluda vastavalt konkreetsetele rakendusnõuetele, nagu häälestusvahemik, häälestuskiirus, eraldusvõime ja stabiilsus.