आज आम्ही अत्यंत - अरुंद लाइनविड्थ लेसरला “मोनोक्रोमॅटिक” लेसर सादर करू. त्याचे उदय लेसरच्या बर्‍याच अनुप्रयोग क्षेत्रातील अंतर भरते आणि अलिकडच्या वर्षांत गुरुत्वाकर्षण वेव्ह डिटेक्शन, लिडर, वितरित सेन्सिंग, हाय-स्पीड सुसंगत ऑप्टिकल कम्युनिकेशन आणि इतर क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापर केला गेला आहे, जे केवळ लेसर पॉवर सुधारित करून पूर्ण केले जाऊ शकत नाही.
एक अरुंद लाइनविड्थ लेसर म्हणजे काय?
“लाइन रुंदी” हा शब्द वारंवारता डोमेनमधील लेसरच्या वर्णक्रमीय रेषा रुंदीचा संदर्भ देतो, जो सामान्यत: स्पेक्ट्रम (एफडब्ल्यूएचएम) च्या अर्ध्या-पीक पूर्ण रुंदीच्या दृष्टीने प्रमाणित केला जातो. लाइनविड्थचा प्रामुख्याने उत्साहित अणू किंवा आयन, फेज आवाज, रेझोनेटरचे यांत्रिक कंप, तापमान जिटर आणि इतर बाह्य घटकांच्या उत्स्फूर्त रेडिएशनमुळे परिणाम होतो. ओळीच्या रुंदीचे मूल्य जितके लहान असेल तितके स्पेक्ट्रमची शुद्धता, म्हणजेच लेसरची एकपात्रीपणा जितकी चांगली आहे तितकीच. अशा वैशिष्ट्यांसह लेसरमध्ये सहसा फारच कमी टप्पा किंवा वारंवारता आवाज असतो आणि फारच कमी सापेक्ष तीव्रतेचा आवाज असतो. त्याच वेळी, लेसरचे रेखीय रुंदीचे मूल्य जितके लहान असेल तितकेच संबंधित सुसंगतता अधिक मजबूत होते, जी अत्यंत लांब सुसंगत लांबी म्हणून प्रकट होते.
अरुंद लाइनविड्थ लेसरची प्राप्ती आणि अनुप्रयोग
लेसरच्या कार्यरत पदार्थाच्या अंतर्निहित गेन लाइनविड्थद्वारे मर्यादित, पारंपारिक ओसीलेटरवरच अवलंबून राहून अरुंद लाइनविड्थ लेसरचे आउटपुट थेट जाणणे जवळजवळ अशक्य आहे. अरुंद लाइनविड्थ लेसरच्या ऑपरेशनची जाणीव करण्यासाठी, गेन स्पेक्ट्रममध्ये रेखांशाचा मॉड्यूलस मर्यादित करण्यासाठी किंवा निवडण्यासाठी फिल्टर, ग्रेटिंग आणि इतर डिव्हाइस वापरणे आवश्यक आहे, रेखांशाच्या मोडमधील निव्वळ गेन फरक वाढवा, जेणेकरून लेसर रिसोनेटरमध्ये काही किंवा अगदी फक्त एक रेखांशाचा मोड दोलन असेल. या प्रक्रियेमध्ये, लेसर आउटपुटवरील आवाजाच्या प्रभावावर नियंत्रण ठेवणे आणि बाह्य वातावरणाच्या कंप आणि तापमान बदलांमुळे उद्भवलेल्या वर्णक्रमीय रेषांचे विस्तृत करणे कमी करणे आवश्यक असते; त्याच वेळी, आवाजाचा स्रोत समजून घेण्यासाठी आणि लेसरच्या डिझाइनला अनुकूलित करण्यासाठी फेज किंवा फ्रिक्वेन्सी ध्वनी वर्णक्रमीय घनतेच्या विश्लेषणासह हे देखील एकत्र केले जाऊ शकते, जेणेकरून अरुंद लाइनविड्थ लेसरचे स्थिर आउटपुट प्राप्त होईल.
चला लेसरच्या अनेक भिन्न श्रेणींच्या अरुंद लाइनविड्थ ऑपरेशनच्या अनुभूतीवर एक नजर टाकूया.
सेमीकंडक्टर लेसरमध्ये कॉम्पॅक्ट आकार, उच्च कार्यक्षमता, दीर्घ जीवन आणि आर्थिक फायदे आहेत.
पारंपारिक मध्ये वापरलेले फॅब्री-पेरोट (एफपी) ऑप्टिकल रेझोनेटरसेमीकंडक्टर लेसरसामान्यत: बहु-लांबलचक मोडमध्ये ओसीलेट होते आणि आउटपुट लाइन रुंदी तुलनेने रुंद असते, म्हणून अरुंद रेषा रुंदीचे आउटपुट मिळविण्यासाठी ऑप्टिकल अभिप्राय वाढविणे आवश्यक आहे.
वितरित अभिप्राय (डीएफबी) आणि वितरित ब्रॅग रिफ्लेक्शन (डीबीआर) हे दोन वैशिष्ट्यपूर्ण अंतर्गत ऑप्टिकल अभिप्राय सेमीकंडक्टर लेसर आहेत. लहान ग्रेटिंग खेळपट्टी आणि चांगल्या तरंगलांबी निवडकतेमुळे, स्थिर एकल-वारंवारता अरुंद लाइनविड्थ आउटपुट प्राप्त करणे सोपे आहे. दोन रचनांमधील मुख्य फरक म्हणजे ग्रेटिंगची स्थितीः डीएफबी रचना सामान्यत: संपूर्ण रेझोनेटरमध्ये ब्रॅग ग्रेटिंगची नियतकालिक रचना वितरीत करते आणि डीबीआरचा रेझोनेटर सामान्यत: प्रतिबिंब ग्रेटिंग स्ट्रक्चरचा बनलेला असतो आणि अंतिम पृष्ठभागामध्ये समाकलित केलेला गेन प्रदेश. याव्यतिरिक्त, डीएफबी लेसर कमी अपवर्तक निर्देशांक कॉन्ट्रास्ट आणि कमी रिफ्लेक्टीव्हिटीसह एम्बेडेड ग्रॅचिंगचा वापर करतात. डीबीआर लेसर उच्च अपवर्तक निर्देशांक कॉन्ट्रास्ट आणि उच्च प्रतिबिंबांसह पृष्ठभाग ग्रॅचिंगचा वापर करतात. दोन्ही स्ट्रक्चर्समध्ये मोठी फ्री स्पेक्ट्रल रेंज आहे आणि काही नॅनोमीटरच्या श्रेणीत मोड जंपशिवाय तरंगलांबी ट्यूनिंग करू शकते, जिथे डीबीआर लेसरची विस्तृत ट्यूनिंग श्रेणी आहेडीएफबी लेसर? याव्यतिरिक्त, बाह्य पोकळी ऑप्टिकल फीडबॅक तंत्रज्ञान, जे सेमीकंडक्टर लेसर चिपच्या आउटगोइंग लाइटला अभिप्राय देण्यासाठी बाह्य ऑप्टिकल घटकांचा वापर करते आणि वारंवारता निवडते, सेमीकंडक्टर लेसरच्या अरुंद लाइनविड्थ ऑपरेशनची देखील जाणीव होऊ शकते.
(२) फायबर लेसर
फायबर लेसरमध्ये उच्च पंप रूपांतरण कार्यक्षमता, चांगली बीम गुणवत्ता आणि उच्च कपलिंग कार्यक्षमता असते, जे लेसर क्षेत्रातील गरम संशोधन विषय आहेत. माहिती वयाच्या संदर्भात, फायबर लेसरमध्ये बाजारात सध्याच्या ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशन सिस्टमशी चांगली सुसंगतता असते. अरुंद रेषा रुंदी, कमी आवाज आणि चांगल्या सुसंगततेच्या फायद्यांसह एकल-वारंवारता फायबर लेसर त्याच्या विकासाच्या महत्त्वपूर्ण दिशेने एक बनला आहे.
एकल रेखांशाचा मोड ऑपरेशन हे अरुंद लाइन-रुंदीचे आउटपुट साध्य करण्यासाठी फायबर लेसरचे मूळ आहे, सामान्यत: एकल वारंवारता फायबर लेसरच्या रेझोनेटरच्या संरचनेनुसार डीएफबी प्रकार, डीबीआर प्रकार आणि रिंग प्रकारात विभागले जाऊ शकते. त्यापैकी, डीएफबी आणि डीबीआर सिंगल-फ्रिक्वेन्सी फायबर लेसरचे कार्यरत तत्त्व डीएफबी आणि डीबीआर सेमीकंडक्टर लेसरसारखेच आहे.
आकृती 1 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, डीएफबी फायबर लेसर फायबरमध्ये वितरित ब्रॅग ग्रेटिंग लिहिणे आहे. ऑसीलेटरच्या कार्यरत तरंगलांबी फायबर कालावधीमुळे प्रभावित झाल्यामुळे, रेखांशाचा मोड ग्रेटिंगच्या वितरित अभिप्रायाद्वारे निवडला जाऊ शकतो. डीबीआर लेसरचे लेसर रेझोनेटर सामान्यत: फायबर ब्रॅग ग्रॅचिंग्जच्या जोडीद्वारे तयार केले जाते आणि एकल रेखांशाचा मोड मुख्यतः अरुंद बँड आणि कमी रिफ्लेक्टीव्हिटी फायबर ब्रॅग ग्रॅचिंगद्वारे निवडला जातो. तथापि, त्याच्या लांब रेझोनेटर, जटिल रचना आणि प्रभावी वारंवारता भेदभाव यंत्रणेच्या अभावामुळे, रिंग-आकाराच्या पोकळीला मोड होपिंगची शक्यता असते आणि बर्‍याच काळासाठी सतत रेखांशाच्या मोडमध्ये स्थिरपणे कार्य करणे कठीण आहे.
आकृती 1, एकल वारंवारतेची दोन विशिष्ट रेषीय रचनाफायबर लेसर
पोस्ट वेळ: नोव्हेंबर -27-2023