ເທັກໂນໂລຍີເລເຊີເສັ້ນແຄບພາກທີສອງ

ເທັກໂນໂລຍີເລເຊີເສັ້ນແຄບພາກທີສອງ

(3)ເລເຊີຂອງລັດແຂງ

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

ຮູບທີ່ 7 ສະແດງໃຫ້ເຫັນໂຄງສ້າງຂອງເລເຊີແຂງແບບດ່ຽວຕາມລວງຍາວປົກກະຕິຫຼາຍອັນ.

ຮູບທີ່ 7(a) ສະແດງຫຼັກການການເຮັດວຽກຂອງການເລືອກຮູບແບບຕາມລວງຍາວອັນດຽວໂດຍອີງໃສ່ມາດຕະຖານ FP ໃນຊ່ອງສຽບ, ນັ້ນແມ່ນ, ສາຍສົ່ງເສັ້ນແຄບຂອງມາດຕະຖານຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເພີ່ມການສູນເສຍຂອງໂຫມດຕາມລວງຍາວອື່ນໆ, ດັ່ງນັ້ນໂຫມດທາງຍາວອື່ນໆຖືກກັ່ນຕອງອອກໃນຂະບວນການແຂ່ງຂັນຮູບແບບເນື່ອງຈາກການສົ່ງຕໍ່ຂະຫນາດນ້ອຍຂອງພວກເຂົາ, ເພື່ອບັນລຸການດໍາເນີນງານແບບຍາວດຽວ. ນອກຈາກນັ້ນ, ລະດັບຜົນຜະລິດການປັບຄວາມຍາວຂອງຄື້ນສາມາດໄດ້ຮັບໂດຍການຄວບຄຸມມຸມແລະອຸນຫະພູມຂອງມາດຕະຖານ FP ແລະການປ່ຽນແປງໄລຍະເວລາຂອງຮູບແບບຕາມລວງຍາວ. ຮູບ. 7(b) ແລະ (c) ສະ​ແດງ​ການ oscillator ວົງ​ບໍ່​ວາງ​ແຜນ (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 ໄດ້, ປະສິດທິຜົນກໍາຈັດການແຜ່ກະຈາຍທາງກວ້າງຂອງພື້ນບໍ່ສະເຫມີພາບຂອງຈໍານວນຂອງ particles ປີ້ນກັບກັນໃນຢູ່ຕາມໂກນຄື້ນທີ່ຢືນປະຊຸມສະໄຫມ, ແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຫຼີກເວັ້ນການອິດທິພົນຂອງການເຜົາໄຫມ້ຂຸມທາງກວ້າງຂອງພື້ນທີ່ເພື່ອບັນລຸຜົນຜະລິດຮູບແບບຕາມລວງຍາວດຽວ. ຫຼັກການຂອງການເລືອກຮູບແບບ Bragg grating (VBG) ຫຼາຍແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບ lasers ເສັ້ນແຄບ semiconductor ແລະເສັ້ນໄຍຄວາມກວ້າງທີ່ໄດ້ກ່າວມາກ່ອນຫນ້ານີ້, ນັ້ນແມ່ນ, ໂດຍໃຊ້ VBG ເປັນອົງປະກອບການກັ່ນຕອງ, ໂດຍອີງໃສ່ການຄັດເລືອກທີ່ດີແລະການເລືອກມຸມຂອງມັນ, oscillator oscillates ຢູ່ໃນຄື້ນສະເພາະຫຼືແຖບເພື່ອບັນລຸບົດບາດຂອງຮູບແບບຕາມລວງຍາວ 7).
ໃນຂະນະດຽວກັນ, ວິທີການເລືອກຮູບແບບຕາມລວງຍາວຫຼາຍຮູບແບບສາມາດຖືກລວມເຂົ້າກັນໄດ້ຕາມຄວາມຕ້ອງການເພື່ອປັບປຸງຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການເລືອກຮູບແບບຕາມລວງຍາວ, ເສັ້ນສາຍແຄບຕື່ມອີກ, ຫຼືເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງການແຂ່ງຂັນຮູບແບບໂດຍການນໍາການຫັນປ່ຽນຄວາມຖີ່ທີ່ບໍ່ແມ່ນເສັ້ນຊື່ແລະວິທີການອື່ນໆ, ແລະຂະຫຍາຍຄວາມຍາວຂອງເລເຊີອອກໃນຂະນະທີ່ປະຕິບັດງານໃນເສັ້ນແຄບແຄບ, ເຊິ່ງຍາກທີ່ຈະເຮັດໄດ້.ເລເຊີ semiconductorແລະlasers ເສັ້ນໄຍ.

(4) Brillouin laser

ເລເຊີ Brillouin ແມ່ນອີງໃສ່ຜົນກະທົບທີ່ກະຕຸ້ນ Brillouin ກະແຈກກະຈາຍ (SBS) ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ສິ່ງລົບກວນຕ່ໍາ, ເຕັກໂນໂລຢີຜົນຜະລິດເສັ້ນແຄບ, ຫຼັກການຂອງມັນແມ່ນຜ່ານ photon ແລະການໂຕ້ຕອບພາກສະຫນາມສຽງພາຍໃນເພື່ອຜະລິດການປ່ຽນແປງຄວາມຖີ່ທີ່ແນ່ນອນຂອງ Stokes photons, ແລະຖືກຂະຫຍາຍຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງພາຍໃນແບນວິດທີ່ໄດ້ຮັບ.

ຮູບທີ 8 ສະແດງແຜນວາດລະດັບຂອງການປ່ຽນ SBS ແລະໂຄງສ້າງພື້ນຖານຂອງເລເຊີ Brillouin.

ເນື່ອງຈາກຄວາມຖີ່ຂອງການສັ່ນສະເທືອນຕ່ໍາຂອງສະຫນາມສຽງ, ການປ່ຽນຄວາມຖີ່ຂອງ Brillouin ຂອງວັດສະດຸແມ່ນປົກກະຕິແລ້ວພຽງແຕ່ 0.1-2 cm-1, ສະນັ້ນດ້ວຍ laser 1064 nm ເປັນ pump light, Stokes wavelength ສ້າງຂຶ້ນມັກຈະມີພຽງແຕ່ປະມານ 1064.01 nm, ແຕ່ນີ້ຍັງຫມາຍຄວາມວ່າການແປງ quantum 9 ສູງທີ່ສຸດ (9% ປະສິດທິພາບຂອງຕົນ). ນອກຈາກນັ້ນ, ເນື່ອງຈາກວ່າ Brillouin gain linewidth ຂອງຂະຫນາດກາງແມ່ນປົກກະຕິແລ້ວພຽງແຕ່ຂອງຄໍາສັ່ງຂອງ MHZ-ghz (ການ Brillouin ເພີ່ມ linewidth ຂອງສື່ມວນຊົນແຂງບາງພຽງແຕ່ປະມານ 10 MHz), ມັນແມ່ນຢູ່ໄກຫນ້ອຍກ່ວາເສັ້ນຮັບ linewidth ຂອງສານເຮັດວຽກ laser ຂອງຄໍາສັ່ງຂອງ 100 GHz, ດັ່ງນັ້ນ, The Stokes ຕື່ນເຕັ້ນໃນ Brillouin laser plinification ແຄບສາມາດສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມຊັດເຈນຂອງ am ແລະຄວາມຊັດເຈນ. ຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນຜົນຜະລິດຂອງມັນແມ່ນຫຼາຍຄໍາສັ່ງຂອງຂະຫນາດແຄບກວ່າຄວາມກວ້າງຂອງສາຍປັ໊ມ. 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 ກັບຂະຫນາດ 10 W, ການວາງພື້ນຖານສໍາລັບການຂະຫຍາຍຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງຕົນ.
ທາງແຍກທົ່ວໄປ
ດ້ວຍການຂຸດຄົ້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງຄວາມຮູ້ທີ່ທັນສະ ໄໝ, lasers linewidth ແຄບໄດ້ກາຍເປັນເຄື່ອງມືທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້ໃນການຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດດ້ວຍການປະຕິບັດທີ່ດີເລີດ, ເຊັ່ນ laser interferometer LIGO ສໍາລັບການຊອກຄົ້ນຫາຄື້ນ gravitational, ເຊິ່ງໃຊ້ເສັ້ນແຄບແຄບຄວາມຖີ່ດຽວ.ເລເຊີມີຄວາມຍາວຄື່ນຂອງ 1064 nm ເປັນແຫຼ່ງແກ່ນ, ແລະ linewidth ຂອງແສງແກ່ນແມ່ນພາຍໃນ 5 kHz. ນອກຈາກນັ້ນ, lasers ກວ້າງແຄບທີ່ມີ wavelength tunable ແລະບໍ່ມີ mode jump ຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນທ່າແຮງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຍິ່ງໃຫຍ່, ໂດຍສະເພາະໃນ coherent communications, ເຊິ່ງຢ່າງສົມບູນສາມາດຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງ wavelength division multiplexing (WDM) ຫຼື frequency division multiplexing (FDM) ສໍາລັບ wavelength (ຫຼື frequency) tunability, ແລະຄາດວ່າຈະກາຍເປັນອຸປະກອນຫຼັກຂອງການສື່ສານມືຖື.
ໃນອະນາຄົດ, ການປະດິດສ້າງຂອງວັດສະດຸເລເຊີແລະເຕັກໂນໂລຊີການປຸງແຕ່ງຈະສົ່ງເສີມການບີບອັດຂອງເສັ້ນເລເຊີ, ການປັບປຸງຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຄວາມຖີ່, ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງລະດັບຄວາມຍາວຂອງຄື້ນແລະການປັບປຸງພະລັງງານ, paving ເສັ້ນທາງສໍາລັບການຂຸດຄົ້ນຂອງມະນຸດຂອງໂລກທີ່ບໍ່ຮູ້ຈັກ.