Noskaņojamā pusvadītāju lāzera regulēšanas princips (noskaņojams lāzers)

Noskaņošanas principsNoskaņojams pusvadītāju lāzers(Noskaņojams lāzers)

Noskaņojams pusvadītāju lāzers ir sava veida lāzers, kas var nepārtraukti mainīt lāzera izejas viļņa garumu noteiktā diapazonā. Noskaņojams pusvadītāju lāzers izmanto termisko regulēšanu, elektrisko regulēšanu un mehānisko regulēšanu, lai pielāgotu dobuma garumu, režģa atstarošanas spektru, fāzi un citus mainīgos, lai panāktu viļņa garuma regulēšanu. Šim lāzera veidam ir plašs pielietojums optiskajā komunikācijā, spektroskopijā, sensoros, medicīnā un citās jomās. 1. attēlā parādīts a pamatsastāvsnoskaņojams lāzers, tostarp gaismas pastiprināšanas vienība, FP dobums, kas sastāv no priekšējiem un aizmugurējiem spoguļiem, un optiskā režīma izvēles filtra bloks. Visbeidzot, pielāgojot atstarošanas dobuma garumu, optiskā režīma filtrs var sasniegt viļņa garuma atlases izvadi.

Fig.1

Tuninga metode un tās atvasināšana

Noskaņojuma regulēšanas principspusvadītāju lāzerigalvenokārt ir atkarīgs no lāzera rezonatora fizisko parametru maiņas, lai panāktu nepārtrauktas vai diskrētas izmaiņas izejas lāzera viļņa garumā. Šie parametri ietver, bet ne tikai, refrakcijas indeksu, dobuma garumu un režīma izvēli. Tālāk ir aprakstītas vairākas izplatītas regulēšanas metodes un to principi:

1. Nesēja iesmidzināšanas regulēšana

Nesēja iesmidzināšanas regulēšana ir mainīt materiāla refrakcijas indeksu, mainot strāvu, kas tiek ievadīta pusvadītāju lāzera aktīvajā reģionā, lai panāktu viļņa garuma regulēšanu. Kad strāva palielinās, nesēja koncentrācija aktīvajā reģionā palielinās, kā rezultātā mainās refrakcijas indekss, kas savukārt ietekmē lāzera viļņa garumu.

2. Termiskā regulēšana Termiskā regulēšana ir paredzēta, lai mainītu materiāla refrakcijas indeksu un dobuma garumu, mainot lāzera darba temperatūru, lai panāktu viļņa garuma regulēšanu. Temperatūras izmaiņas ietekmē materiāla refrakcijas koeficientu un fizisko izmēru.

3. Mehāniskā regulēšana Mehāniskā regulēšana ir viļņa garuma regulēšana, mainot lāzera ārējo optisko elementu pozīciju vai leņķi. Parastās mehāniskās regulēšanas metodes ietver difrakcijas režģa leņķa maiņu un spoguļa stāvokļa pārvietošanu.

4 Elektrooptiskā regulēšana Elektrooptiskā regulēšana tiek panākta, pusvadītāju materiālam pieliekot elektrisko lauku, lai mainītu materiāla refrakcijas indeksu, tādējādi panākot viļņa garuma regulēšanu. Šo metodi parasti izmantoelektrooptiskie modulatori (EOM) un elektrooptiski noregulēti lāzeri.

Rezumējot, noskaņojamā pusvadītāju lāzera regulēšanas princips galvenokārt realizē viļņa garuma regulēšanu, mainot rezonatora fiziskos parametrus. Šie parametri ietver refrakcijas indeksu, dobuma garumu un režīma izvēli. Īpašas regulēšanas metodes ietver nesēja iesmidzināšanu, termisko regulēšanu, mehānisko regulēšanu un elektrooptisko regulēšanu. Katrai metodei ir savs specifisks fiziskais mehānisms un matemātiskā atvasināšana, un atbilstošās regulēšanas metodes izvēle ir jāapsver atbilstoši konkrētajām lietojuma prasībām, piemēram, regulēšanas diapazonam, regulēšanas ātrumam, izšķirtspējai un stabilitātei.