Tren perkembangan laser dengan lebar garis sempit

Tren perkembanganlaser dengan lebar garis sempit
Evolusi mode umpan balik laser pada laser garis lebar sempit merupakan evolusi dari struktur rongga resonansi laser. Di bawah ini, kami akan memperkenalkan berbagai konfigurasi teknologi laser garis lebar sempit sesuai urutan evolusi resonator laser.

1. Konfigurasi rongga utama tunggal. Jenis laser ini dapat dibagi menjadi rongga linier (konfigurasi klasik, struktur sederhana dan efisien) dan rongga annular (mengatasi pembakaran lubang spasial dan menggunakan medan gelombang berjalan). Resonator cincin non-planar (NPRO) secara khusus disebutkan dalam resonator cincin, yang merupakan medan gelombang berjalan khusus dan sangat stabil.laserDari perspektif panjang rongga, dapat dibagi menjadi rongga pendek (mudah menerapkan SLM mode longitudinal tunggal, tetapi dengan lebar garis intrinsik yang lebar dan kebisingan tinggi) dan rongga panjang (secara inherenlebar garis sempit, tetapi mengimplementasikan operasi SLM merupakan kesulitan teknis).

2. Konfigurasi umpan balik rongga eksternal tunggal. Konfigurasi ini diusulkan untuk mengatasi masalah waktu interaksi foton yang singkat dan kesulitan menghilangkan emisi spontan dalam rongga utama tunggal, dengan menyaring dan mengumpan balik foton melalui rongga eksternal untuk menekan lebar garis. Struktur klasik awal mencakup rongga eksternal tipe Littrow dan Littman-Metcalf yang menggunakan kisi-kisi. Kesulitan teknis dari konfigurasi ini terletak pada pencocokan fase antara rongga utama dan rongga luar.
3. Dua konfigurasi rongga utama terintegrasi berdasarkan kisi Bragg:

Laser DFBKonfigurasi: Dengan menggabungkan struktur Bragg dengan daerah aktif dan memperkenalkan daerah pergeseran fasa, ia memiliki integrasi, stabilitas, dan kepraktisan yang lebih tinggi, serta meningkatkan pergeseran panjang gelombang DBR. Kesulitan teknis terletak pada pemrosesan kisi (seperti metode RGF-DFB epitaksial sekunder dan SG-DFB etsa permukaan pada DFB semikonduktor).
Konfigurasi laser DBR: menggantikan cermin tradisional dengan struktur Bragg pasif periodik, yang memiliki karakteristik penyaringan dan mudah diimplementasikan SLM dengan rongga pendek. Berdasarkan medium penguatan, dapat dibagi menjadi DBR semikonduktor (dengan kompatibilitas proses yang baik) dan DBR serat (bergantung pada pemrosesan serat dan teknologi doping).

Untuk lebih mempersempit lebar garis pada rongga utama berukuran pendek (seperti DFB/DBR), akan digunakan struktur rongga luar komposit. Bentuk rongga eksternal telah berevolusi seiring dengan perkembangan teknologi:
Rongga eksternal ruang angkasa: bentuk utama awal, termasuk kisi (Littrow/Littman) dan berbagai filter optik (seperti standar FP).
Rongga eksternal serat optik: dengan menggunakan semua perangkat serat optik (seperti sirkuit serat optik, FBG, rongga FP serat optik, dll.), integrasi dan kemampuan anti-interferensi menjadi lebih kuat.
Rongga pandu gelombang eksternal: Pemrosesan mikro nano berdasarkan material semikonduktor seperti Si dan Si3N4, membuat sistem lebih kompak dan stabil.

Terakhir, artikel ini memperkenalkan konfigurasi laser osilasi optoelektronik, yang merupakan bentuk umpan balik khusus, seperti teknologi stabilisasi frekuensi PDH. Dengan menggunakan umpan balik negatif listrik untuk mengunci frekuensi laser ke sumber referensi yang sangat stabil, stabilitas frekuensi yang sangat tinggi dapat dicapai. Namun, sistem ini kompleks, mahal, dan fleksibilitas panjang gelombangnya terbatas.