Prinsip penyetelan laser semikonduktor yang dapat disetel (Laser yang dapat disetel)

Prinsip penyetelanLaser semikonduktor yang dapat disetel(Laser yang dapat disetel)

Laser semikonduktor yang dapat disetel adalah jenis laser yang dapat mengubah panjang gelombang keluaran laser secara kontinu dalam rentang tertentu. Laser semikonduktor yang dapat disetel menggunakan penyetelan termal, penyetelan listrik, dan penyetelan mekanik untuk menyesuaikan panjang rongga, spektrum refleksi kisi, fase, dan variabel lainnya untuk mencapai penyetelan panjang gelombang. Jenis laser ini memiliki berbagai aplikasi dalam komunikasi optik, spektroskopi, penginderaan, medis, dan bidang lainnya. Gambar 1 menunjukkan komposisi dasar dari sebuah laser semikonduktor yang dapat disetel.laser yang dapat disetelTermasuk unit penguat cahaya, rongga FP yang terdiri dari cermin depan dan belakang, dan unit filter pemilihan mode optik. Terakhir, dengan menyesuaikan panjang rongga refleksi, filter mode optik dapat mencapai keluaran pemilihan panjang gelombang.

GAMBAR 1

Metode penyetelan dan derivasinya

Prinsip penyetelan yang dapat disetellaser semikonduktorPenyetelan terutama bergantung pada perubahan parameter fisik resonator laser untuk mencapai perubahan kontinu atau diskrit pada panjang gelombang laser keluaran. Parameter ini meliputi, tetapi tidak terbatas pada, indeks bias, panjang rongga, dan pemilihan mode. Berikut ini merinci beberapa metode penyetelan umum dan prinsip-prinsipnya:

1. Penyetelan injeksi pembawa

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

2. Penyesuaian Termal Penyesuaian termal adalah mengubah indeks bias dan panjang rongga material dengan mengubah suhu operasi laser, sehingga mencapai penyesuaian panjang gelombang. Perubahan suhu memengaruhi indeks bias dan ukuran fisik material.

3. Penyetelan mekanis Penyetelan mekanis adalah untuk mencapai penyetelan panjang gelombang dengan mengubah posisi atau sudut elemen optik eksternal laser. Metode penyetelan mekanis yang umum meliputi mengubah sudut kisi difraksi dan menggeser posisi cermin.

4. Penyetelan Elektro-optik Penyetelan elektro-optik dicapai dengan menerapkan medan listrik pada material semikonduktor untuk mengubah indeks bias material tersebut, sehingga menghasilkan penyetelan panjang gelombang. Metode ini umumnya digunakan dalammodulator elektro-optik (EOM) dan laser yang disetel secara elektro-optik.

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