Noskaņojamās lāzera attīstības un tirgus statuss otrajā daļā

Noskaņojamā lāzera attīstības un tirgus statuss (otrā daļa)

Darba principsNoskaņojams lāzers

Ir aptuveni trīs principi lāzera viļņa garuma noregulēšanai. VisvairākNoskaņojami lāzeriIzmantojiet darba vielas ar plašām dienasgaismas līnijām. Resonatoriem, kas veido lāzeru, ir ļoti zemi zaudējumi tikai ļoti šaura viļņu garuma diapazonā. Tāpēc pirmais ir mainīt lāzera viļņa garumu, mainot viļņa garumu, kas atbilst dažiem elementiem (piemēram, režģa), kas atbilst zemu zudumu reģionam (piemēram, režģi). Otrais ir mainīt lāzera pārejas enerģijas līmeni, mainot dažus ārējos parametrus (piemēram, magnētisko lauku, temperatūru utt.). Trešais ir nelineāru efektu izmantošana, lai panāktu viļņa garuma transformāciju un noregulēšanu (sk. Nelineārā optika, stimulēta Ramana izkliede, optiskās frekvences dubultošana, optiskā parametriskā svārstība). Tipiski lāzeri, kas pieder pirmajam noregulēšanas režīmam, ir krāsvielu lāzeri, krizoterila lāzeri, krāsu centra lāzeri, noskaņojami augsta spiediena gāzes lāzeri un noskaņojami eksimēru lāzeri.

Noskaņojams lāzers no realizācijas tehnoloģijas viedokļa galvenokārt tiek sadalīts: pašreizējā vadības tehnoloģija, temperatūras kontroles tehnoloģija un mehāniskās vadības tehnoloģija.
Starp tiem elektroniskās vadības tehnoloģija ir panākt viļņa garuma noregulēšanu, mainot iesmidzināšanas strāvu ar NS līmeņa noregulēšanas ātrumu, plaša noregulēšanas joslas platumu, bet nelielu izejas jaudu, pamatojoties uz elektronisko vadības tehnoloģiju, galvenokārt SG-DBR (paraugu ņemšanas režģa DBR) un GCSR lāzers (palīgraktu virziena savienojums atpakaļs paraugu ņemšanas atstarojums). Temperatūras kontroles tehnoloģija maina lāzera izejas viļņa garumu, mainot lāzera aktīvā reģiona refrakcijas indeksu. Tehnoloģija ir vienkārša, bet lēna, un to var pielāgot ar šauru joslas platumu tikai dažu nm. Galvenie, pamatojoties uz temperatūras kontroles tehnoloģijuDFB lāzers(Izplatīta atgriezeniskā saite) un DBR lāzers (izplatīts Bragg refleksija). Mehāniskās vadības pamatā galvenokārt ir MEMS (mikroelektromehāniskās sistēmas) tehnoloģija, lai pabeigtu viļņa garuma izvēli ar lielu regulējamu joslas platumu, lielu izejas jaudu. Galvenās struktūras, kuru pamatā ir mehāniskās vadības tehnoloģija, ir DFB (izplatīta atgriezeniskā saite), ECL (ārējā dobuma lāzers) un VCSEL (vertikālā dobuma virsma, kas izstaro lāzeru). No šiem noskaņojamo lāzeru principa principa aspektiem ir izskaidrots šāds.

Optiskā komunikācijas lietojumprogramma

Noskaņojams lāzers ir galvenā optoelektroniskā ierīce jaunas paaudzes blīvas viļņu garuma dalīšanas multipleksēšanas sistēmā un fotonu apmaiņā visos optiskajos tīklos. Tās pielietojums ievērojami palielina optisko šķiedru pārvades sistēmas ietilpību, elastību un mērogojamību, un tā ir realizējusi nepārtrauktu vai kvazi nepārtrauktu noregulēšanu plašā viļņu garuma diapazonā.
Uzņēmumi un pētniecības iestādes visā pasaulē aktīvi veicina noskaņojamu lāzeru izpēti un attīstību, un šajā jomā pastāvīgi tiek veikts jauns progress. Noskaņojamo lāzeru veiktspēja tiek pastāvīgi uzlabota, un izmaksas tiek pastāvīgi samazinātas. Pašlaik noskaņojamie lāzeri galvenokārt tiek sadalīti divās kategorijās: pusvadītāju noregulējami lāzeri un noskaņojami šķiedru lāzeri.
Pusvadītāju lāzersir svarīgs gaismas avots optiskās sakaru sistēmā, kurai ir maza izmēra, viegla svara, augsta pārveidošanas efektivitātes, enerģijas taupīšanas utt. īpašības, un to ir viegli panākt vienas mikroshēmas optoelektroniskās integrācijas ar citām ierīcēm. To var iedalīt noregulējamā sadalītā atgriezeniskās saites lāzerā, sadalītā bragg spoguļa lāzerā, mikromotoru sistēmas vertikālā dobuma virsmā, kas izstaro lāzeru un ārēju dobuma pusvadītāju lāzeru.
Noskaņojamā šķiedru lāzera kā pastiprinājuma barotne un pusvadītāju lāzera diodes kā sūkņa avota attīstība ir ievērojami veicinājusi šķiedru lāzeru attīstību. Noskaņojamā lāzera pamatā ir leģētās šķiedras 80 nm pastiprināšanas joslas platums, un filtra elements tiek pievienots cilpai, lai kontrolētu lasing viļņa garumu un realizētu viļņa garuma noregulēšanu.
Noskaņojamā pusvadītāju lāzera attīstība ir ļoti aktīva pasaulē, un arī progress ir ļoti ātrs. Tā kā noskaņojami lāzeri pamazām tuvojas fiksētajiem viļņu garuma lāzeriem izmaksu un veiktspējas ziņā, tie neizbēgami tiks izmantoti arvien vairāk un vairāk sakaru sistēmās un tam būs nozīmīga loma turpmākajos visos optiskajos tīklos.

Attīstības izredzes
Ir daudz noskaņojamu lāzeru veidi, kurus parasti izstrādā, turpmāk ieviešot viļņu garuma noregulēšanas mehānismus, pamatojoties uz dažādiem viena viļņa garuma lāzeriem, un dažas preces ir piegādātas tirgum starptautiskā mērogā. Papildus nepārtrauktu optisko noskaņojamo lāzeru izstrādei ir ziņots arī par noskaņojamiem lāzeriem ar integrētām citām funkcijām, piemēram, noregulējamais lāzers, kas integrēts ar vienu VCSEL mikroshēmu un elektriskās absorbcijas modulatoru, un lāzers, kas integrēts ar parauga režģa bragg reflektoru un pusvadītāju optiskais pastiprinātājs un elektriskās absorbcijas modulators.
Tā kā plaši izmanto viļņa garuma noskaņojamo lāzeru, dažādu struktūru noregulējamo lāzeru var izmantot dažādām sistēmām, un katrai no tām ir priekšrocības un trūkumi. Ārējā dobuma pusvadītāju lāzeru var izmantot kā platjoslas noskaņojamu gaismas avotu precizitātes testa instrumentos, jo tam ir lielas izejas jauda un nepārtraukts noskaņojams viļņa garums. Raugoties no fotonu integrācijas un tikšanās ar visu optisko tīklu, parauga režģa DBR, virsbūves režģa DBR un noskaņojamie lāzeri, kas integrēti ar modulatoriem un pastiprinātājiem, var būt daudzsološi noskaņojami gaismas avoti Z.
Šķiedru režģa noskaņojamais lāzers ar ārēju dobumu ir arī daudzsološs gaismas avots, kam ir vienkārša struktūra, šaurs līnijas platums un viegla šķiedru savienošana. Ja EA modulatoru var integrēt dobumā, to var izmantot arī kā ātrgaitas noskaņojams optiskā solitona avots. Turklāt noskaņojami šķiedru lāzeri, kas balstīti uz šķiedru lāzeriem, pēdējos gados ir guvuši ievērojamu progresu. Var gaidīt, ka noskaņojamo lāzeru veiktspēja optiskajos sakaru gaismas avotos tiks vēl vairāk uzlabota, un tirgus daļa pakāpeniski palielināsies, ar ļoti spilgtām lietojumprogrammu izredzēm.