Prinsip penyetelan laser semikonduktor merdu (laser merdu)

Prinsip penyetelanLaser semikonduktor merdu(Laser yang dapat disetel)

Laser semikonduktor merdu adalah sejenis laser yang dapat mengubah panjang gelombang keluaran laser secara terus menerus dalam rentang tertentu. Laser semikonduktor merdu mengadopsi penyetelan termal, penyetelan listrik, dan penyetelan mekanis untuk menyesuaikan panjang rongga, spektrum refleksi kisi, fase, dan variabel lain untuk mencapai penyetelan panjang gelombang. Laser jenis ini memiliki beragam aplikasi dalam komunikasi optik, spektroskopi, penginderaan, medis, dan bidang lainnya. Gambar 1 menunjukkan komposisi dasar alaser merdu, termasuk unit penguatan cahaya, rongga FP yang terdiri dari kaca spion depan dan belakang, dan unit filter pemilihan mode optik. Terakhir, dengan mengatur panjang rongga pantulan, filter mode optik dapat mencapai keluaran pemilihan panjang gelombang.

Gambar.1

Metode tuning dan turunannya

Prinsip penyetelan merdulaser semikonduktorterutama bergantung pada perubahan parameter fisik resonator laser untuk mencapai perubahan terus menerus atau diskrit pada panjang gelombang laser keluaran. Parameter ini termasuk, namun tidak terbatas pada, indeks bias, panjang rongga, dan pemilihan mode. Berikut rincian beberapa metode penyetelan umum dan prinsip-prinsipnya:

1. Penyetelan injeksi pembawa

Penyetelan injeksi pembawa adalah mengubah indeks bias material dengan mengubah arus yang disuntikkan ke daerah aktif laser semikonduktor, sehingga mencapai penyetelan panjang gelombang. Ketika arus meningkat, konsentrasi pembawa di daerah aktif meningkat, mengakibatkan perubahan indeks bias, yang pada gilirannya mempengaruhi panjang gelombang laser.

2. Penyetelan termal Penyetelan termal adalah mengubah indeks bias dan panjang rongga material dengan mengubah suhu pengoperasian laser, sehingga mencapai penyetelan panjang gelombang. Perubahan suhu mempengaruhi indeks bias dan ukuran fisik bahan.

3. Penyetelan mekanis Penyetelan mekanis adalah mencapai penyetelan panjang gelombang dengan mengubah posisi atau Sudut elemen optik eksternal laser. Metode penyetelan mekanis yang umum termasuk mengubah Sudut kisi difraksi dan memindahkan posisi cermin.

4 Penyetelan elektro-optik Penyetelan elektro-optik dicapai dengan menerapkan medan listrik pada bahan semikonduktor untuk mengubah indeks bias bahan, sehingga mencapai penyetelan panjang gelombang. Cara ini biasa digunakan dimodulator elektro-optik (EOM) dan laser yang disetel secara elektro-optik.

Singkatnya, prinsip penyetelan laser semikonduktor merdu terutama mewujudkan penyetelan panjang gelombang dengan mengubah parameter fisik resonator. Parameter ini meliputi indeks bias, panjang rongga, dan pemilihan mode. Metode penyetelan khusus meliputi penyetelan injeksi pembawa, penyetelan termal, penyetelan mekanis, dan penyetelan elektro-optik. Setiap metode memiliki mekanisme fisik dan derivasi matematisnya sendiri yang spesifik, dan pemilihan metode penyetelan yang tepat perlu dipertimbangkan sesuai dengan persyaratan aplikasi spesifik, seperti rentang penyetelan, kecepatan penyetelan, resolusi, dan stabilitas.