Teknologi Laser Linewidth Sempit Bagian Dua

Teknologi Laser Linewidth Sempit Bagian Dua

(3)Laser Solid State

Pada tahun 1960, laser ruby ​​pertama di dunia adalah laser solid-state, ditandai dengan energi output tinggi dan cakupan panjang gelombang yang lebih luas. Struktur spasial unik laser solid-state membuatnya lebih fleksibel dalam desain output linewidth sempit. Saat ini, metode utama yang diterapkan termasuk metode rongga pendek, metode rongga cincin satu arah, metode standar intracavity, metode rongga mode pendulum torsion, metode volume bragg kisi dan metode injeksi benih.

Gambar 7 menunjukkan struktur beberapa laser solid-state mode tunggal khas.

Gambar 7 (a) menunjukkan prinsip kerja pemilihan mode longitudinal tunggal berdasarkan standar FP dalam rongga, yaitu, spektrum transmisi linewidth yang sempit dari standar digunakan untuk meningkatkan hilangnya mode longitudinal lainnya, sehingga mode longitudinal lainnya disaring dalam proses kompetisi mode karena transmittance kecil mereka, sehingga untuk mencapai longitudinal lain disaring dalam proses kompetisi mode karena transmittance kecil mereka, sehingga untuk mencapai longitudinal longitudinal. Selain itu, kisaran tertentu dari output tuning panjang gelombang dapat diperoleh dengan mengendalikan sudut dan suhu standar FP dan mengubah interval mode longitudinal. ARA. 7 (b) dan (c) menunjukkan osilator cincin non-planar (NPRO) dan metode rongga mode pendulum torsional yang digunakan untuk mendapatkan output mode longitudinal tunggal. Prinsip kerja adalah untuk membuat balok merambat dalam satu arah dalam resonator, secara efektif menghilangkan distribusi spasial yang tidak merata dari jumlah partikel terbalik dalam rongga gelombang berdiri biasa, dan dengan demikian menghindari pengaruh efek pembakaran lubang spasial untuk mencapai output mode longitudinal tunggal. The principle of bulk Bragg grating (VBG) mode selection is similar to that of semiconductor and fiber narrow line-width lasers mentioned earlier, that is, by using VBG as a filter element, based on its good spectral selectivity and Angle selectivity, the oscillator oscillates at a specific wavelength or band to achieve the role of longitudinal mode selection, as shown in Figure 7(d).
At the same time, several longitudinal mode selection methods can be combined according to needs to improve the longitudinal mode selection accuracy, further narrow the linewidth, or increase the mode competition intensity by introducing nonlinear frequency transformation and other means, and expand the output wavelength of the laser while operating in a narrow linewidth, which is difficult to do forLaser semikonduktorDanLaser Serat.

(4) Laser Brillouin

Laser Brillouin didasarkan pada efek hamburan Brillouin (SBS) yang distimulasi untuk mendapatkan noise rendah, teknologi output linewidth sempit, prinsipnya adalah melalui foton dan interaksi bidang akustik internal untuk menghasilkan pergeseran frekuensi foton Stoke tertentu, dan terus diamplifikasi dalam bandwidth gain.

Gambar 8 menunjukkan diagram level konversi SBS dan struktur dasar laser Brillouin.

Karena frekuensi getaran yang rendah dari bidang akustik, pergeseran frekuensi brillouin dari bahan biasanya hanya 0,1-2 cm-1, jadi dengan laser 1064 nm sebagai lampu pompa, panjang gelombang Stokes yang dihasilkan sering kali hanya sekitar 1064,01 nm, tetapi ini juga berarti bahwa efisiensi konversi kuantumnya sangat tinggi (hingga 99,9%). Selain itu, karena brillouin mendapatkan linewidth medium biasanya hanya dari urutan MHz-GHz (brillouin mendapatkan linewidth dari beberapa media padat hanya sekitar 10 MS), itu jauh lebih sedikit dari linewidth gain dari laser yang bekerja pada orde yang dapat menunjukkan bahwa Stoke-one-nya. Lebar garis outputnya adalah beberapa urutan besarnya lebih sempit dari lebar garis pompa. Saat ini, Brillouin Laser telah menjadi hotspot penelitian di bidang fotonik, dan ada banyak laporan tentang urutan HZ dan sub-Hz dari output linewidth yang sangat sempit.

Dalam beberapa tahun terakhir, perangkat Brillouin dengan struktur pandu gelombang telah muncul di bidangMicrowave Photonics, dan berkembang dengan cepat ke arah miniaturisasi, integrasi tinggi dan resolusi yang lebih tinggi. Selain itu, Laser Brillouin yang berjalan di luar angkasa berdasarkan bahan kristal baru seperti Diamond juga telah memasuki visi orang dalam dua tahun terakhir, terobosan inovatifnya dalam kekuatan struktur pandu gelombang dan hambatan SBS Cascade, kekuatan laser Brillouin hingga 10 W besar, meletakkan fondasi untuk memperluas aplikasinya.
Persimpangan umum
With the continuous exploration of cutting-edge knowledge, narrow linewidth lasers have become an indispensable tool in scientific research with their excellent performance, such as the laser interferometer LIGO for gravitational wave detection, which uses a single-frequency narrow linewidthlaserdengan panjang gelombang 1064 nm sebagai sumber benih, dan linewidth cahaya biji berada dalam 5 kHz. Selain itu, laser lebar sempit dengan panjang gelombang yang dapat disetel dan tidak ada lompatan mode juga menunjukkan potensi aplikasi yang hebat, terutama dalam komunikasi yang koheren, yang dapat dengan sempurna memenuhi kebutuhan multiplexing divisi panjang gelombang (WDM) atau tunabilitas divisi frekuensi (FDM) untuk teknologi yang panjang gelombang (atau frekuensi), dan diharapkan menjadi perangkat inti dari generasi selanjutnya.
Di masa depan, inovasi bahan laser dan teknologi pemrosesan selanjutnya akan mempromosikan kompresi laser linewidth, peningkatan stabilitas frekuensi, perluasan rentang panjang gelombang dan peningkatan kekuasaan, membuka jalan bagi eksplorasi manusia dari dunia yang tidak diketahui.