Perkembangan dan status pasar laser yang dapat disetel Bagian kedua

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

Prinsip kerjalaser yang dapat disetel

Secara garis besar terdapat tiga prinsip untuk mencapai penyetelan panjang gelombang laser. Sebagian besarlaser yang dapat disetelGunakan zat kerja dengan garis fluoresensi yang lebar. Resonator yang membentuk laser hanya memiliki kerugian yang sangat rendah 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 kerugian 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 diatur dari perspektif teknologi realisasi terutama terbagi menjadi: teknologi kontrol arus, teknologi kontrol suhu, dan teknologi kontrol mekanis.
Di antara teknologi tersebut, teknologi kontrol elektronik bertujuan untuk mencapai penyetelan panjang gelombang dengan mengubah arus injeksi, dengan kecepatan penyetelan tingkat NS, bandwidth penyetelan yang lebar, tetapi daya keluaran yang kecil. Teknologi kontrol elektronik 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 disesuaikan dengan bandwidth sempit hanya beberapa nm. Teknologi utama yang berbasis pada teknologi kontrol suhu adalah...Laser DFB(umpan balik terdistribusi) dan laser DBR (refleksi Bragg terdistribusi). Kontrol mekanis terutama didasarkan pada teknologi MEMS (sistem mikro-elektro-mekanis) untuk menyelesaikan pemilihan panjang gelombang, dengan bandwidth yang dapat disesuaikan besar, daya keluaran 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 sistem multiplexing pembagian panjang gelombang padat generasi baru dan pertukaran foton dalam jaringan optik sepenuhnya. Penerapannya sangat meningkatkan kapasitas, fleksibilitas, dan skalabilitas sistem transmisi serat optik, serta telah mewujudkan penyetelan kontinu atau kuasi-kontinu dalam rentang panjang gelombang yang luas.
Perusahaan dan lembaga penelitian di seluruh dunia secara aktif mempromosikan penelitian dan pengembangan laser yang dapat disetel, dan kemajuan baru terus-menerus dicapai di bidang ini. Kinerja laser yang dapat disetel terus ditingkatkan dan biayanya 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 semikonduktorLaser merupakan sumber cahaya penting dalam sistem komunikasi optik, yang memiliki karakteristik ukuran kecil, ringan, efisiensi konversi tinggi, hemat daya, dan mudah untuk diintegrasikan secara optoelektronik dengan perangkat lain dalam satu chip. Laser 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.
Pengembangan laser serat yang dapat disetel sebagai medium penguatan dan pengembangan dioda laser semikonduktor sebagai sumber pompa telah sangat mendorong perkembangan laser serat. Laser yang dapat disetel didasarkan pada bandwidth penguatan 80nm dari serat yang didoping, dan elemen filter ditambahkan ke dalam loop untuk mengontrol panjang gelombang laser dan mewujudkan penyetelan panjang gelombang.
Pengembangan laser semikonduktor yang dapat disetel sangat aktif di dunia, dan kemajuannya juga sangat cepat. Seiring laser yang dapat disetel secara bertahap mendekati laser 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 sepenuhnya di masa depan.

Prospek pengembangan
Terdapat banyak jenis laser yang dapat disetel, yang umumnya dikembangkan dengan memperkenalkan lebih lanjut mekanisme penyetelan panjang gelombang berdasarkan berbagai laser panjang gelombang tunggal, dan beberapa produk 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 chip tunggal VCSEL dan modulator absorpsi listrik, serta laser yang terintegrasi dengan reflektor Bragg kisi sampel dan penguat optik semikonduktor dan modulator absorpsi listrik.
Karena laser yang dapat diatur panjang gelombangnya banyak digunakan, laser yang dapat diatur dengan berbagai struktur dapat diterapkan pada sistem yang berbeda, 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 memenuhi kebutuhan jaringan optik masa depan, DBR kisi sampel, DBR kisi superstruktur, dan laser yang dapat diatur yang terintegrasi dengan modulator dan penguat mungkin merupakan sumber cahaya yang dapat diatur yang menjanjikan untuk Z.
Laser tunable kisi serat dengan rongga eksternal juga merupakan jenis sumber cahaya yang menjanjikan, yang memiliki struktur sederhana, lebar garis sempit, dan kopling serat yang mudah. ​​Jika modulator EA dapat diintegrasikan dalam rongga, ia juga dapat digunakan sebagai sumber soliton optik tunable berkecepatan tinggi. Selain itu, laser serat tunable berbasis laser serat telah mengalami kemajuan yang cukup besar dalam beberapa tahun terakhir. Dapat diharapkan bahwa kinerja laser tunable dalam sumber cahaya komunikasi optik akan semakin meningkat, dan pangsa pasar akan meningkat secara bertahap, dengan prospek aplikasi yang sangat cerah.