laser linewidth ແຄບແມ່ນຫຍັງ?

ແມ່ນຫຍັງ alaser linewidth ແຄບ?

ເລເຊີ linewidth ແຄບ, ຄໍາວ່າ "ຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນ" ຫມາຍເຖິງຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນ spectral ຂອງເລເຊີໃນໂດເມນຄວາມຖີ່, ເຊິ່ງມັກຈະຖືກຄິດໄລ່ໃນແງ່ຂອງຄວາມກວ້າງເຄິ່ງສູງສຸດຂອງ spectrum (FWHM). linewidth ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກລັງສີ spontaneous ຂອງປະລໍາມະນູຕື່ນເຕັ້ນຫຼື ions, ສິ່ງລົບກວນໄລຍະ, ການສັ່ນສະເທືອນກົນຈັກຂອງ resonator, jitter ອຸນຫະພູມແລະປັດໃຈພາຍນອກອື່ນໆ. ຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າມູນຄ່າຂອງຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນ, ຄວາມບໍລິສຸດຂອງ spectrum ສູງຂຶ້ນ, ນັ້ນແມ່ນ, ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງເລເຊີທີ່ດີກວ່າ. ເລເຊີທີ່ມີລັກສະນະດັ່ງກ່າວມັກຈະມີສຽງລົບກວນໄລຍະ ຫຼືຄວາມຖີ່ໜ້ອຍຫຼາຍ ແລະສິ່ງລົບກວນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງພີ່ນ້ອງໜ້ອຍຫຼາຍ. ໃນ​ເວ​ລາ​ດຽວ​ກັນ​, ການ​ຂະ​ຫນາດ​ນ້ອຍ​ຂອງ​ຄ່າ​ຄວາມ​ກວ້າງ​ຂອງ​ເສັ້ນ​ຊື່​ຂອງ laser ໄດ້​, ຄວາມ​ເຂັ້ມ​ແຂງ​ທີ່​ສອດ​ຄ້ອງ​ກັນ​, ຊຶ່ງ​ສະ​ແດງ​ໃຫ້​ເຫັນ​ວ່າ​ເປັນ​ຄວາມ​ຍາວ​ຂອງ​ຄວາມ​ສອດ​ຄ່ອງ​ຍາວ​ທີ່​ສຸດ​.

ການປະຕິບັດຕົວຈິງແລະການນໍາໃຊ້ laser linewidth ແຄບ

ຈໍາກັດໂດຍ linewidth ໄດ້ຮັບປະກົດຂຶ້ນຂອງສານເຮັດວຽກຂອງ laser ໄດ້, ມັນເກືອບເປັນໄປບໍ່ໄດ້ທີ່ຈະຮັບຮູ້ໂດຍກົງຜົນຜະລິດຂອງ laser linewidth ແຄບໂດຍການອີງໃສ່ oscillator ແບບດັ້ງເດີມຂອງມັນເອງ. ເພື່ອຮັບຮູ້ການເຮັດວຽກຂອງເລເຊີເສັ້ນແຄບ, ປົກກະຕິແລ້ວມັນຈໍາເປັນຕ້ອງໃຊ້ຕົວກອງ, grating ແລະອຸປະກອນອື່ນໆເພື່ອຈໍາກັດຫຼືເລືອກໂມດູນຕາມລວງຍາວໃນ spectrum ເພີ່ມ, ເພີ່ມຄວາມແຕກຕ່າງຂອງການໄດ້ຮັບສຸດທິລະຫວ່າງໂຫມດຕາມລວງຍາວ, ດັ່ງນັ້ນມີໂຫມດຍາວຫນ້ອຍຫນຶ່ງຫຼືແມ້ກະທັ້ງຫນຶ່ງ oscillation ໃນເລເຊີ resonator. ໃນຂະບວນການນີ້, ມັນມັກຈະມີຄວາມຈໍາເປັນທີ່ຈະຄວບຄຸມອິດທິພົນຂອງສິ່ງລົບກວນໃນຜົນຜະລິດເລເຊີ, ແລະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກວ້າງຂອງສາຍ spectral ທີ່ເກີດຈາກການສັ່ນສະເທືອນແລະການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມຂອງສະພາບແວດລ້ອມພາຍນອກ; ໃນເວລາດຽວກັນ, ມັນຍັງສາມາດປະສົມປະສານກັບການວິເຄາະໄລຍະຫຼືຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຄວາມຖີ່ຂອງສິ່ງລົບກວນ spectral ເພື່ອເຂົ້າໃຈແຫຼ່ງຂອງສິ່ງລົບກວນແລະ optimize ການອອກແບບຂອງ laser ໄດ້, ດັ່ງນັ້ນເພື່ອບັນລຸຜົນຜະລິດທີ່ຫມັ້ນຄົງຂອງເລເຊີ linewidth ແຄບ.

ຂໍໃຫ້ພິຈາລະນາການປະຕິບັດຕົວຈິງຂອງເສັ້ນແຄບຂອງເລເຊີຫຼາຍປະເພດ.

(1)ເລເຊີ semiconductor

ເລເຊີ semiconductor ມີຄວາມໄດ້ປຽບຂອງຂະຫນາດກະທັດລັດ, ປະສິດທິພາບສູງ, ຊີວິດຍາວແລະຜົນປະໂຫຍດທາງດ້ານເສດຖະກິດ.

ເຄື່ອງສະທ້ອນແສງ Fabry-Perot (FP) ທີ່ໃຊ້ໃນແບບດັ້ງເດີມເລເຊີ semiconductorໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ oscillates ໃນຮູບແບບຫຼາຍລວງຍາວ, ແລະຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນຜົນຜະລິດແມ່ນຂ້ອນຂ້າງກວ້າງ, ສະນັ້ນມັນຈໍາເປັນຕ້ອງເພີ່ມຄໍາຄຶດຄໍາເຫັນ optical ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຜົນຜະລິດຂອງຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນແຄບ.

ຄວາມຄິດເຫັນທີ່ແຈກຢາຍ (DFB Laser) ແລະ Distributed Bragg reflection (DBR) ແມ່ນສອງເລເຊີ semiconductor optical ພາຍໃນປົກກະຕິ. ເນື່ອງຈາກ pitch grating ຂະຫນາດນ້ອຍແລະການເລືອກເອົາ wavelength ທີ່ດີ, ມັນງ່າຍທີ່ຈະບັນລຸຜົນຜະລິດ linewidth ແຄບຄວາມຖີ່ດຽວຄວາມຫມັ້ນຄົງ. ຄວາມແຕກຕ່າງຕົ້ນຕໍລະຫວ່າງສອງໂຄງສ້າງແມ່ນຕໍາແຫນ່ງຂອງ grating: ໂຄງປະກອບການ DFB Laser ປົກກະຕິແລ້ວແຈກຢາຍໂຄງສ້າງແຕ່ລະໄລຍະຂອງ grating Bragg ຕະຫຼອດ resonator, ແລະ resonator ຂອງ DBR ປົກກະຕິແລ້ວປະກອບດ້ວຍໂຄງສ້າງ grating ສະທ້ອນແລະພາກພື້ນໄດ້ຮັບປະສົມປະສານເຂົ້າໄປໃນດ້ານສຸດທ້າຍ. ນອກຈາກນັ້ນ, lasers DFB ໃຊ້ gratings ຝັງທີ່ມີຄວາມຄົມຊັດດັດຊະນີ refractive ຕ່ໍາແລະການສະທ້ອນຕ່ໍາ. ເລເຊີ DBR ໃຊ້ gratings ດ້ານທີ່ມີດັດຊະນີ refractive ກົງກັນຂ້າມແລະການສະທ້ອນສູງ. ໂຄງສ້າງທັງສອງມີຂອບເຂດ spectral ຟຣີຂະຫນາດໃຫຍ່ແລະສາມາດປະຕິບັດການປັບຄວາມຍາວ wavelength ໂດຍບໍ່ມີການເຕັ້ນໄປຫາ mode ໃນລະດັບຂອງ nanometers ບໍ່ຫຼາຍປານໃດ, ບ່ອນທີ່ laser DBR ມີລະດັບການປັບໄດ້ກວ້າງກວ່າ.ເລເຊີ DFB. ນອກຈາກນັ້ນ, ເທກໂນໂລຍີການຕອບຮັບ optical ຢູ່ຕາມໂກນພາຍນອກ, ເຊິ່ງໃຊ້ອົງປະກອບ optical ພາຍນອກເພື່ອສະແດງຄວາມຄິດເຫັນຂອງແສງສະຫວ່າງທີ່ອອກມາຂອງຊິບເລເຊີ semiconductor ແລະເລືອກຄວາມຖີ່, ຍັງສາມາດຮັບຮູ້ການດໍາເນີນງານເສັ້ນແຄບຂອງເລເຊີ semiconductor.

(2) ເລເຊີເສັ້ນໄຍ

ເລເຊີເສັ້ນໄຍມີປະສິດຕິພາບການແປງປັ໊ມສູງ, ຄຸນນະພາບ beam ທີ່ດີແລະປະສິດທິພາບການສົມທົບສູງ, ຊຶ່ງເປັນຫົວຂໍ້ຄົ້ນຄ້ວາຮ້ອນໃນພາກສະຫນາມເລເຊີ. ໃນສະພາບການຂອງອາຍຸຂໍ້ມູນຂ່າວສານ, lasers ເສັ້ນໄຍມີຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ດີກັບລະບົບການສື່ສານເສັ້ນໄຍ optical ໃນປະຈຸບັນໃນຕະຫຼາດ. ເລເຊີເສັ້ນໄຍຄວາມຖີ່ດຽວທີ່ມີຄວາມໄດ້ປຽບຂອງຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນແຄບ, ສຽງຕ່ໍາແລະຄວາມສອດຄ່ອງທີ່ດີໄດ້ກາຍເປັນຫນຶ່ງໃນທິດທາງທີ່ສໍາຄັນຂອງການພັດທະນາຂອງມັນ.

ການດໍາເນີນງານແບບຍາວເສັ້ນດ່ຽວເປັນຫຼັກຂອງເລເຊີເສັ້ນໄຍເພື່ອບັນລຸຜົນຜະລິດເສັ້ນແຄບ, ຕາມປົກກະຕິຕາມໂຄງສ້າງຂອງ resonator ຂອງເລເຊີເສັ້ນໄຍຄວາມຖີ່ດຽວສາມາດແບ່ງອອກເປັນປະເພດ DFB, ປະເພດ DBR ແລະປະເພດວົງແຫວນ. ໃນບັນດາພວກມັນ, ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງ DFB Laser ແລະ DBR ເລເຊີເສັ້ນໄຍຄວາມຖີ່ດຽວແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບເລເຊີ DFB ແລະ DBR semiconductor.

(3)ເລເຊີຂອງລັດແຂງ

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