Perkembangan dan status pasar laser yang dapat disetel Bagian kedua

Perkembangan dan status pasar laser yang dapat disetel (Bagian dua)

Prinsip kerjalaser yang dapat disetel

Ada tiga prinsip umum untuk mencapai penyetelan panjang gelombang laser.laser yang dapat disetelGunakan zat kerja dengan garis fluoresensi lebar. Resonator yang membentuk laser memiliki rugi-rugi yang sangat rendah hanya pada rentang panjang gelombang yang sangat sempit. Oleh karena itu, yang pertama adalah mengubah panjang gelombang laser dengan mengubah panjang gelombang yang sesuai dengan daerah rugi-rugi rendah resonator dengan beberapa elemen (seperti kisi). Yang kedua adalah menggeser tingkat energi transisi laser dengan mengubah beberapa parameter eksternal (seperti medan magnet, suhu, dll.). Yang ketiga adalah penggunaan efek nonlinier untuk mencapai transformasi dan penyetelan panjang gelombang (lihat optik nonlinier, hamburan Raman terstimulasi, penggandaan frekuensi optik, osilasi parametrik optik). Laser tipikal yang termasuk dalam mode penyetelan pertama adalah laser pewarna, laser krisoberil, laser pusat warna, laser gas bertekanan tinggi yang dapat disetel, dan laser eksimer yang dapat disetel.

Laser yang dapat disetel dari perspektif teknologi realisasi terutama dibagi menjadi: teknologi kontrol arus, teknologi kontrol suhu, dan teknologi kontrol mekanis.
Di antaranya, teknologi kontrol elektronik bertujuan untuk mencapai penyetelan panjang gelombang dengan mengubah arus injeksi, dengan kecepatan penyetelan setingkat NS, bandwidth penyetelan yang lebar, tetapi daya keluaran kecil. Teknologi ini terutama berbasis pada SG-DBR (sampling grating DBR) dan laser GCSR (auxiliary grating directional coupling backward-sampling reflection). Teknologi kontrol suhu mengubah panjang gelombang keluaran laser dengan mengubah indeks bias daerah aktif laser. Teknologi ini sederhana, tetapi lambat, dan dapat disetel dengan lebar pita sempit hanya beberapa nm. Teknologi utama yang berbasis pada teknologi kontrol suhu adalahLaser DFB(umpan balik terdistribusi) dan laser DBR (refleksi Bragg terdistribusi). Kontrol mekanis terutama didasarkan pada teknologi MEMS (sistem mikro-elektro-mekanis) untuk melengkapi pemilihan panjang gelombang, dengan bandwidth yang dapat disesuaikan dan daya keluaran yang tinggi. Struktur utama yang didasarkan pada teknologi kontrol mekanis adalah DFB (umpan balik terdistribusi), ECL (laser rongga eksternal), dan VCSEL (laser pemancar permukaan rongga vertikal). Berikut ini dijelaskan dari aspek-aspek prinsip laser yang dapat disetel.

Aplikasi komunikasi optik

Laser yang dapat disetel merupakan perangkat optoelektronik kunci dalam generasi baru sistem multiplexing pembagian panjang gelombang padat dan pertukaran foton dalam jaringan optik. Penerapannya sangat meningkatkan kapasitas, fleksibilitas, dan skalabilitas sistem transmisi serat optik, serta telah mewujudkan penyetelan kontinu atau kuasi-kontinu dalam rentang panjang gelombang yang lebar.
Perusahaan dan lembaga penelitian di seluruh dunia secara aktif mempromosikan penelitian dan pengembangan laser yang dapat disetel, dan kemajuan baru terus dicapai di bidang ini. Performa laser yang dapat disetel terus ditingkatkan dan biayanya pun terus dikurangi. Saat ini, laser yang dapat disetel terutama dibagi menjadi dua kategori: laser semikonduktor yang dapat disetel dan laser serat yang dapat disetel.
Laser semikonduktorMerupakan sumber cahaya penting dalam sistem komunikasi optik, yang memiliki karakteristik ukuran kecil, ringan, efisiensi konversi tinggi, hemat daya, dll., serta mudah mencapai integrasi optoelektronik chip tunggal dengan perangkat lain. Sumber cahaya ini dapat dibagi menjadi laser umpan balik terdistribusi yang dapat disetel, laser cermin Bragg terdistribusi, laser pemancar permukaan rongga vertikal sistem mikromotor, dan laser semikonduktor rongga eksternal.
Perkembangan laser serat yang dapat disetel sebagai media penguatan dan dioda laser semikonduktor sebagai sumber pompa telah sangat mendorong perkembangan laser serat. Laser yang dapat disetel didasarkan pada bandwidth penguatan 80 nm dari serat terdoping, dan elemen filter ditambahkan ke loop untuk mengontrol panjang gelombang laser dan mewujudkan penyetelan panjang gelombang.
Pengembangan laser semikonduktor yang dapat disetel sangat aktif di dunia, dan kemajuannya pun sangat pesat. Seiring laser yang dapat disetel secara bertahap mendekati laser dengan panjang gelombang tetap dalam hal biaya dan kinerja, laser ini pasti akan semakin banyak digunakan dalam sistem komunikasi dan memainkan peran penting dalam jaringan optik di masa depan.

Prospek pengembangan
Terdapat banyak jenis laser yang dapat disetel, yang umumnya dikembangkan dengan menambahkan mekanisme penyetelan panjang gelombang lebih lanjut berdasarkan berbagai laser dengan panjang gelombang tunggal, dan beberapa komoditas telah dipasok ke pasar internasional. Selain pengembangan laser optik kontinu yang dapat disetel, laser yang dapat disetel dengan fungsi terintegrasi lainnya juga telah dilaporkan, seperti laser yang dapat disetel yang terintegrasi dengan satu chip VCSEL dan modulator penyerapan listrik, serta laser yang terintegrasi dengan reflektor Bragg kisi sampel, penguat optik semikonduktor, dan modulator penyerapan listrik.
Karena laser yang dapat diatur panjang gelombangnya banyak digunakan, laser yang dapat diatur dengan berbagai struktur dapat diaplikasikan ke berbagai sistem, dan masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan. Laser semikonduktor rongga eksternal dapat digunakan sebagai sumber cahaya yang dapat diatur pita lebar dalam instrumen uji presisi karena daya keluarannya yang tinggi dan panjang gelombang yang dapat diatur secara kontinu. Dari perspektif integrasi foton dan pemenuhan jaringan optik penuh di masa depan, DBR kisi sampel, DBR kisi superstruktur, dan laser yang dapat diatur yang terintegrasi dengan modulator dan amplifier dapat menjadi sumber cahaya yang dapat diatur yang menjanjikan untuk Z.
Laser serat yang dapat disetel dengan rongga eksternal juga merupakan jenis sumber cahaya yang menjanjikan, dengan struktur sederhana, lebar garis sempit, dan kopling serat yang mudah. ​​Jika modulator EA dapat diintegrasikan ke dalam rongga, ia juga dapat digunakan sebagai sumber soliton optik berkecepatan tinggi yang dapat disetel. Selain itu, laser serat yang dapat disetel berbasis laser serat telah mengalami kemajuan yang signifikan dalam beberapa tahun terakhir. Kinerja laser yang dapat disetel dalam sumber cahaya komunikasi optik diharapkan akan semakin meningkat, dan pangsa pasarnya akan meningkat secara bertahap, dengan prospek aplikasi yang sangat cerah.