ເທັກໂນໂລຍີເລເຊີເສັ້ນແຄບພາກທີສອງ

ເທັກໂນໂລຍີເລເຊີເສັ້ນແຄບພາກທີສອງ

(3)ເລເຊີຂອງລັດແຂງ

ໃນປີ 1960, ເລເຊີ ruby ​​ທໍາອິດຂອງໂລກແມ່ນເລເຊີທີ່ແຂງ, ມີລັກສະນະເປັນພະລັງງານຜົນຜະລິດສູງແລະການປົກຫຸ້ມຂອງຄວາມຍາວ wavelength. ໂຄງສ້າງທາງກວ້າງຂອງພື້ນທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງເລເຊີຂອງລັດແຂງເຮັດໃຫ້ມັນມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຫຼາຍໃນການອອກແບບຜົນຜະລິດເສັ້ນແຄບ. ໃນປັດຈຸບັນ, ວິທີການຕົ້ນຕໍທີ່ປະຕິບັດປະກອບມີວິທີທາງໂກນສັ້ນ, ວິທີການທໍ່ວົງແຫວນຫນຶ່ງທາງ, ວິທີການມາດຕະຖານ intracavity, ວິທີການທໍ່ torsion pendulum mode, ວິທີການ grating Bragg ແລະວິທີການສີດເມັດ.

ຮູບທີ່ 7 ສະແດງໃຫ້ເຫັນໂຄງສ້າງຂອງເລເຊີແຂງແບບດ່ຽວຕາມລວງຍາວປົກກະຕິຫຼາຍອັນ.

ຮູບທີ່ 7(a) ສະແດງໃຫ້ເຫັນຫຼັກການການເຮັດວຽກຂອງການເລືອກຮູບແບບຕາມລວງຍາວອັນດຽວໂດຍອີງໃສ່ມາດຕະຖານ FP ພາຍໃນທໍ່, ນັ້ນແມ່ນ, ຂອບເຂດສາຍສົ່ງເສັ້ນແຄບຂອງມາດຕະຖານຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເພີ່ມການສູນເສຍຂອງໂຫມດຕາມລວງຍາວອື່ນໆ, ດັ່ງນັ້ນໂຫມດຕາມລວງຍາວອື່ນໆ. ໄດ້ຖືກກັ່ນຕອງອອກໃນຂະບວນການແຂ່ງຂັນຮູບແບບເນື່ອງຈາກການສົ່ງຕໍ່ຂະຫນາດນ້ອຍຂອງເຂົາເຈົ້າ, ເພື່ອບັນລຸການດໍາເນີນງານຮູບແບບຍາວດຽວ. ນອກຈາກນັ້ນ, ລະດັບຜົນຜະລິດການປັບຄວາມຍາວຂອງຄື້ນສາມາດໄດ້ຮັບໂດຍການຄວບຄຸມມຸມແລະອຸນຫະພູມຂອງມາດຕະຖານ FP ແລະການປ່ຽນແປງໄລຍະເວລາຂອງຮູບແບບຕາມລວງຍາວ. ຮູບ. 7(b) ແລະ (c) ສະ​ແດງ​ໃຫ້​ເຫັນ​ການ oscillator ວົງ​ບໍ່​planar (NPRO​) ແລະ​ວິ​ທີ​ການ torsional pendulum cavity cavity ນໍາ​ໃຊ້​ເພື່ອ​ໃຫ້​ໄດ້​ຮັບ​ຜົນ​ຜະ​ລິດ​ຮູບ​ແບບ​ຕາມ​ລວງ​ຍາວ​ດຽວ​. ຫຼັກການການເຮັດວຽກແມ່ນເພື່ອເຮັດໃຫ້ beam ຂະຫຍາຍພັນໃນທິດທາງດຽວໃນ resonator, ປະສິດທິຜົນກໍາຈັດການແຜ່ກະຈາຍທາງກວ້າງຂອງພື້ນບໍ່ສະເຫມີພາບຂອງຈໍານວນຂອງ particles ປີ້ນກັບກັນຢູ່ໃນຢູ່ຕາມໂກນຄື້ນປະຈໍາປົກກະຕິ, ແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຫຼີກເວັ້ນການອິດທິພົນຂອງການເຜົາໄຫມ້ຂຸມທາງກວ້າງຂອງພື້ນທີ່ເພື່ອບັນລຸໄດ້. ຜົນຜະລິດຮູບແບບຕາມລວງຍາວດຽວ. ຫຼັກການຂອງການເລືອກຮູບແບບ Bragg grating (VBG) ຫຼາຍແມ່ນຄ້າຍຄືກັບ semiconductor ແລະ lasers ເສັ້ນແຄບເສັ້ນໄຍ - ກວ້າງທີ່ໄດ້ກ່າວມາກ່ອນຫນ້ານີ້, ນັ້ນແມ່ນ, ໂດຍໃຊ້ VBG ເປັນອົງປະກອບການກັ່ນຕອງ, ໂດຍອີງໃສ່ການຄັດເລືອກທີ່ດີແລະການເລືອກມຸມ, oscillator. oscillates ຢູ່ໃນຄວາມຍາວຄື້ນສະເພາະຫຼືແຖບເພື່ອບັນລຸບົດບາດຂອງການເລືອກຮູບແບບຕາມລວງຍາວ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 7(d).
ໃນຂະນະດຽວກັນ, ວິທີການເລືອກຮູບແບບຕາມລວງຍາວຫຼາຍຮູບແບບສາມາດຖືກລວມເຂົ້າກັນໄດ້ຕາມຄວາມຕ້ອງການເພື່ອປັບປຸງຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການເລືອກຮູບແບບຕາມລວງຍາວ, ຮັດແຄບເສັ້ນສາຍຕື່ມອີກ, ຫຼືເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງການແຂ່ງຂັນຮູບແບບໂດຍການນໍາການຫັນປ່ຽນຄວາມຖີ່ທີ່ບໍ່ແມ່ນເສັ້ນຊື່ແລະວິທີການອື່ນໆ, ແລະຂະຫຍາຍຄວາມຍາວຂອງຄື້ນຜົນຜະລິດ. laser ໃນ ຂະ ນະ ທີ່ ປະ ຕິ ບັດ ງານ ໃນ linewidth ແຄບ, ຊຶ່ງ ເປັນ ການ ຍາກ ທີ່ ຈະ ເຮັດ ສໍາ ລັບເລເຊີ semiconductorແລະlasers ເສັ້ນໄຍ.

(4) Brillouin laser

Brillouin laser ແມ່ນອີງໃສ່ຜົນກະທົບ Brillouin ກະແຈກກະຈາຍ (SBS) ກະຕຸ້ນເພື່ອໃຫ້ໄດ້ສິ່ງລົບກວນຕ່ໍາ, ເຕັກໂນໂລຊີຜົນຜະລິດ linewidth ແຄບ, ຫຼັກການຂອງມັນແມ່ນຜ່ານ photon ແລະການໂຕ້ຕອບພາກສະຫນາມສຽງພາຍໃນເພື່ອຜະລິດການປ່ຽນແປງຄວາມຖີ່ສະເພາະໃດຫນຶ່ງຂອງ photons Stokes, ແລະໄດ້ຖືກຂະຫຍາຍຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງພາຍໃນ. ໄດ້ຮັບແບນວິດ.

ຮູບທີ 8 ສະແດງແຜນວາດລະດັບຂອງການປ່ຽນ SBS ແລະໂຄງສ້າງພື້ນຖານຂອງເລເຊີ Brillouin.

ເນື່ອງຈາກຄວາມຖີ່ຂອງການສັ່ນສະເທືອນຕ່ໍາຂອງສະຫນາມສຽງ, ການປ່ຽນແປງຄວາມຖີ່ຂອງ Brillouin ຂອງວັດສະດຸແມ່ນປົກກະຕິແລ້ວພຽງແຕ່ 0.1-2 cm-1, ສະນັ້ນດ້ວຍ laser 1064 nm ເປັນແສງສະຫວ່າງ pump, ຄວາມຍາວຂອງຄື້ນ Stokes ສ້າງຂຶ້ນມັກຈະມີພຽງແຕ່ປະມານ 1064.01 nm, ແຕ່. ນີ້ຍັງຫມາຍຄວາມວ່າປະສິດທິພາບການແປງ quantum ຂອງມັນສູງທີ່ສຸດ (ເຖິງ 99.99% ໃນທິດສະດີ). ນອກຈາກນັ້ນ, ເນື່ອງຈາກວ່າ Brillouin ໄດ້ຮັບ linewidth ຂອງຂະຫນາດກາງແມ່ນປົກກະຕິແລ້ວພຽງແຕ່ຂອງຄໍາສັ່ງຂອງ MHZ-ghz (ການໄດ້ຮັບ Brillouin linewidth ຂອງສື່ມວນຊົນແຂງບາງພຽງແຕ່ປະມານ 10 MHz), ມັນແມ່ນຢູ່ໄກຫນ້ອຍກ່ວາ linewidth ໄດ້ຮັບຂອງສານເຮັດວຽກ laser. ຂອງຄໍາສັ່ງຂອງ 100 GHz, ດັ່ງນັ້ນ, Stokes ຕື່ນເຕັ້ນໃນ Brillouin laser ສາມາດສະແດງໃຫ້ເຫັນປະກົດການແຄບ spectrum ຈະແຈ້ງຫຼັງຈາກການຂະຫຍາຍຫຼາຍໃນຢູ່ຕາມໂກນ, ແລະຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນຜົນຜະລິດຂອງມັນແມ່ນຄໍາສັ່ງຫຼາຍຂະຫນາດແຄບກວ່າຄວາມກວ້າງຂອງສາຍ pump. ໃນປັດຈຸບັນ, Brillouin laser ໄດ້ກາຍເປັນຈຸດຄົ້ນຄ້ວາໃນພາກສະຫນາມ photonics, ແລະໄດ້ມີການລາຍງານຈໍານວນຫຼາຍກ່ຽວກັບຄໍາສັ່ງ Hz ແລະຍ່ອຍ Hz ຂອງຜົນຜະລິດ linewidth ແຄບທີ່ສຸດ.

ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ອຸປະກອນ Brillouin ທີ່ມີໂຄງສ້າງ waveguide ໄດ້ເກີດຂື້ນໃນພາກສະຫນາມຂອງໄມໂຄເວຟໂຟນິກ, ແລະກໍາລັງພັດທະນາຢ່າງໄວວາໃນທິດທາງຂອງ miniaturization, ການເຊື່ອມໂຍງສູງແລະຄວາມລະອຽດສູງກວ່າ. ນອກຈາກນັ້ນ, ເລເຊີ Brillouin ທີ່ໃຊ້ໃນອາວະກາດໂດຍອີງໃສ່ວັດສະດຸຜລຶກໃຫມ່ເຊັ່ນ: ເພັດຍັງໄດ້ເຂົ້າໄປໃນວິໄສທັດຂອງປະຊາຊົນໃນສອງປີທີ່ຜ່ານມາ, ການບຸກທະລຸນະວັດຕະກໍາໃນພະລັງງານຂອງໂຄງສ້າງຂອງ waveguide ແລະ cascade SBS bottleneck, ພະລັງງານຂອງ laser Brillouin. ເຖິງ 10 W magnitude, ວາງພື້ນຖານສໍາລັບການຂະຫຍາຍຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງຕົນ.
ທາງແຍກທົ່ວໄປ
ດ້ວຍການຂຸດຄົ້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງຄວາມຮູ້ທີ່ທັນສະ ໄໝ, lasers linewidth ແຄບໄດ້ກາຍເປັນເຄື່ອງມືທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້ໃນການຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດດ້ວຍການປະຕິບັດທີ່ດີເລີດ, ເຊັ່ນ laser interferometer LIGO ສໍາລັບການຊອກຄົ້ນຫາຄື້ນ gravitational, ເຊິ່ງໃຊ້ເສັ້ນແຄບແຄບຄວາມຖີ່ດຽວ.ເລເຊີມີຄວາມຍາວຄື່ນຂອງ 1064 nm ເປັນແຫຼ່ງແກ່ນ, ແລະ linewidth ຂອງແສງແກ່ນແມ່ນພາຍໃນ 5 kHz. ນອກຈາກນັ້ນ, lasers ແຄບທີ່ມີຄວາມຍາວ wavelength tunable ແລະບໍ່ມີການກະໂດດຮູບແບບຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນທ່າແຮງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຍິ່ງໃຫຍ່, ໂດຍສະເພາະໃນການສື່ສານທີ່ສອດຄ່ອງ, ຢ່າງສົມບູນສາມາດຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງການ multiplexing division division (WDM) ຫຼືຄວາມຖີ່ຂອງການ multiplexing (FDM) ສໍາລັບ wavelength (ຫຼືຄວາມຖີ່. ) tunability, ແລະຄາດວ່າຈະກາຍເປັນອຸປະກອນຫຼັກຂອງການຜະລິດຕໍ່ໄປຂອງເຕັກໂນໂລຊີການສື່ສານໂທລະສັບມືຖື.
ໃນອະນາຄົດ, ການປະດິດສ້າງຂອງວັດສະດຸເລເຊີແລະເຕັກໂນໂລຊີການປຸງແຕ່ງຈະສົ່ງເສີມການບີບອັດຂອງເສັ້ນເລເຊີ, ການປັບປຸງຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຄວາມຖີ່, ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງລະດັບຄວາມຍາວຂອງຄື້ນແລະການປັບປຸງພະລັງງານ, paving ເສັ້ນທາງສໍາລັບການຂຸດຄົ້ນຂອງມະນຸດຂອງໂລກທີ່ບໍ່ຮູ້ຈັກ.