Pengembangan dan status pasar laser yang dapat disetel Bagian dua

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

Prinsip kerjalaser yang dapat disetel

Ada sekitar tiga prinsip untuk mencapai penyetelan panjang gelombang laser. Sebagian besarlaser yang dapat disetelmenggunakan zat kerja dengan garis fluoresensi yang lebar. Resonator yang membentuk laser memiliki kerugian 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 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 khas 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 antara mereka, teknologi kontrol elektronik adalah untuk mencapai penyetelan panjang gelombang dengan mengubah arus injeksi, dengan kecepatan penyetelan tingkat NS, lebar pita penyetelan lebar, tetapi daya keluaran kecil, berdasarkan teknologi kontrol elektronik terutama SG-DBR (kisi pengambilan sampel DBR) dan laser GCSR (kopling arah kisi bantu refleksi pengambilan sampel mundur). Teknologi kontrol suhu mengubah panjang gelombang keluaran laser dengan mengubah indeks bias daerah aktif laser. Teknologi ini sederhana, tetapi lambat, dan dapat disesuaikan dengan lebar pita sempit hanya beberapa nm. Yang utama berdasarkan teknologi kontrol suhu adalahLaser DFB-nya(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 lebar pita yang dapat disesuaikan, 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 utama dalam sistem multiplexing pembagian panjang gelombang padat dan pertukaran foton generasi baru dalam jaringan optik. Aplikasinya sangat meningkatkan kapasitas, fleksibilitas, dan skalabilitas sistem transmisi serat optik, dan telah mewujudkan penyetelan berkelanjutan 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-menerus dibuat 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 semikonduktormerupakan sumber cahaya penting dalam sistem komunikasi optik, yang memiliki karakteristik ukuran kecil, ringan, efisiensi konversi tinggi, hemat daya, dll., dan mudah untuk mencapai integrasi optoelektronik chip tunggal dengan perangkat lain. 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 media penguatan dan pengembangan dioda laser semikonduktor sebagai sumber pompa telah sangat mendorong pengembangan laser serat. Laser yang dapat disetel didasarkan pada lebar pita penguatan 80nm dari serat yang didoping, dan elemen filter ditambahkan ke loop untuk mengendalikan panjang gelombang laser dan mewujudkan penyetelan panjang gelombang.
Pengembangan laser semikonduktor yang dapat disetel sangat aktif di dunia, dan kemajuannya juga sangat cepat. Karena laser yang dapat disetel secara bertahap mendekati laser dengan panjang gelombang tetap dalam hal biaya dan kinerja, laser tersebut pasti akan semakin banyak digunakan dalam sistem komunikasi dan memainkan peran penting dalam jaringan optik masa depan.

Prospek pengembangan
Ada banyak jenis laser yang dapat disetel, yang umumnya dikembangkan dengan lebih lanjut memperkenalkan mekanisme penyetelan panjang gelombang 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, dan laser yang terintegrasi dengan reflektor Bragg kisi sampel dan penguat optik semikonduktor dan modulator penyerapan listrik.
Karena laser yang dapat diatur panjang gelombangnya digunakan secara luas, laser yang dapat diatur dari 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 terus-menerus. Dari perspektif integrasi foton dan pemenuhan jaringan optik 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, 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 yang dapat disetel dengan kecepatan tinggi. Selain itu, laser serat yang dapat disetel berdasarkan laser serat telah membuat kemajuan yang cukup besar dalam beberapa tahun terakhir. Dapat diharapkan bahwa kinerja laser yang dapat disetel dalam sumber cahaya komunikasi optik akan lebih ditingkatkan, dan pangsa pasar akan meningkat secara bertahap, dengan prospek aplikasi yang sangat cerah.