Narrow Linewidth Laser Technology Gawo Lachiwiri

Narrow Linewidth Laser Technology Gawo Lachiwiri

(3)Solid state laser

Mu 1960, laser yoyamba ya ruby ​​​​padziko lonse lapansi inali yolimba-boma laser, yodziwika ndi mphamvu yayikulu yotulutsa komanso kufalikira kwa mafunde ambiri. Mapangidwe apadera a malo a solid-state laser amapangitsa kuti ikhale yosinthika kwambiri pamapangidwe amizere yopapatiza. Pakali pano, njira zazikuluzikulu zomwe zikugwiritsidwa ntchito ndi monga njira yachidule yazitsulo, njira imodzi ya mphete, njira yokhazikika ya intracavity, njira ya torsion pendulum mode, voliyumu ya Bragg grating ndi njira ya jekeseni wa mbeu.

Chithunzi 7 chikuwonetsa mawonekedwe a ma lasers angapo okhala ndi nthawi yayitali.

Chithunzi 7 (a) chikuwonetsa mfundo yogwirira ntchito yosankhidwa kwa nthawi yayitali kutengera mulingo wa FP mu cavity, ndiko kuti, kufalikira kwa mzere wopapatiza wa mulingowo kumagwiritsidwa ntchito kukulitsa kutayika kwa mitundu ina yautali, kuti mitundu ina yautali. amasefedwa mu mode mpikisano ndondomeko chifukwa transmittance awo ang'onoang'ono, kuti akwaniritse single longitudinal mode ntchito. Kuphatikiza apo, kutulutsa kosiyanasiyana kwa mafunde kumatha kupezeka poyang'anira Angle ndi kutentha kwa muyezo wa FP ndikusintha nthawi yayitali. CHITH. 7 (b) ndi (c) kusonyeza sanali planar mphete oscillator (NPRO) ndi torsional pendulum mode patsekeke njira ntchito kupeza limodzi longitudinal mode linanena bungwe. Mfundo yogwirira ntchito ndikupangitsa kuti mtengowo ufalikire mbali imodzi mu resonator, kuthetsa kusamvana kwapang'onopang'ono kwa chiwerengero cha tinthu tating'onoting'ono tating'onoting'ono tating'onoting'ono, ndipo potero kupewa chikoka cha kutentha kwa dzenje kuti mukwaniritse single longitudinal mode linanena bungwe. Mfundo yosankha njira yochuluka ya Bragg grating (VBG) ndi yofanana ndi ya semiconductor ndi fiber yopapatiza mzere-width lasers zomwe tazitchula kale, ndiko kuti, pogwiritsa ntchito VBG ngati chinthu chosefera, kutengera kusankha kwake kowoneka bwino komanso kusankha kwa Angle, oscillator. oscillates pa utali wa wavelength kapena gulu kuti akwaniritse udindo wa kusankha kwa nthawi yayitali, monga momwe tawonetsera pa Chithunzi 7 (d).
Pa nthawi yomweyi, njira zingapo zosankhidwa zautali wautali zimatha kuphatikizidwa malinga ndi zofunikira kuti zithandizire kulondola kwa kusankha kwanthawi yayitali, kukulitsa kufalikira kwa mzere, kapena kukulitsa mpikisano wamasewera poyambitsa kusinthika kwafupipafupi ndi njira zina, ndikukulitsa kutalika kwa kutalika kwa mawonekedwe. laser pamene ikugwira ntchito mumzere wopapatiza, zomwe zimakhala zovuta kuchitalaser semiconductorndifiber lasers.

(4) Brillouin laser

Laser ya Brillouin idakhazikitsidwa pakulimbikitsa kwa Brillouin scattering (SBS) kuti apeze phokoso lotsika, ukadaulo wocheperako wotulutsa mzere, mfundo yake ndi kudzera pa Photon ndi kuyanjana kwamkati kwamkati kuti apange kusintha kwafupipafupi kwa Stokes photons, ndipo kumakulitsidwa mosalekeza mkati mwa kupeza bandwidth.

Chithunzi 8 chikuwonetsa mawonekedwe akusintha kwa SBS ndi kapangidwe kake ka laser Brillouin.

Chifukwa cha kugwedezeka kwafupipafupi kwa gawo lamayimbidwe, kusuntha kwafupipafupi kwa Brillouin nthawi zambiri kumakhala 0.1-2 cm-1, kotero ndi 1064 nm laser ngati kuwala kwapampu, kutalika kwa Stokes komwe kumapangidwa nthawi zambiri kumakhala pafupifupi 1064.01 nm, koma Izi zikutanthawuzanso kuti kutembenuka kwake kwachulukidwe ndikokwera kwambiri (mpaka 99.99% mwamalingaliro). Kuphatikiza apo, chifukwa Brillouin amapeza kutalika kwa sing'anga nthawi zambiri amakhala a dongosolo la MHZ-ghz (mawonekedwe a Brillouin amtundu wa media ena olimba ndi pafupifupi 10 MHz), ndizocheperako kuposa kuchuluka kwazinthu zogwirira ntchito za laser. wa dongosolo la 100 GHz, kotero, The Stokes okondwa mu Brillouin laser akhoza kusonyeza sipekitiramu yochepetsetsa chodabwitsa pambuyo kachulukidwe angapo patsekeke, ndi linanena bungwe m'lifupi mwake ndi malamulo angapo a ukulu wopapatiza kuposa mpope mzere m'lifupi. Pakadali pano, Brillouin laser yakhala malo opangira kafukufuku m'munda wazithunzi, ndipo pakhala pali malipoti ambiri pa Hz ndi sub-Hz dongosolo la kutulutsa kocheperako kwambiri.

M'zaka zaposachedwa, zida za Brillouin zokhala ndi mawonekedwe a waveguide zatulukira m'munda wamicrowave photonics, ndipo akukula mofulumira kumbali ya miniaturization, kusakanikirana kwakukulu ndi kusamvana kwakukulu. Kuphatikiza apo, laser ya Brillouin yotengera mlengalenga yotengera zida zatsopano za kristalo monga diamondi yalowanso m'masomphenya a anthu m'zaka ziwiri zapitazi, kupambana kwake kwatsopano mu mphamvu ya mawonekedwe a waveguide ndi cascade SBS bottleneck, mphamvu ya Brillouin laser. mpaka 10 W kukula, kuyala maziko okulitsa ntchito yake.
General mphambano
Ndi kufufuza kosalekeza kwa chidziwitso cham'mphepete, ma lasers opapatiza akhala chida chofunikira kwambiri pa kafukufuku wa sayansi ndi ntchito yawo yabwino kwambiri, monga laser interferometer LIGO pozindikira mafunde amphamvu yokoka, omwe amagwiritsa ntchito mzere wopapatiza wamtundu umodzi.laserndi kutalika kwa mafunde a 1064 nm ngati gwero la mbewu, ndipo kutalika kwa mzere wa kuwala kwa mbewu kuli mkati mwa 5 kHz. Kuphatikiza apo, ma lasers ocheperako okhala ndi kutalika kwa mawonekedwe osadumphira amawonetsanso kuthekera kwakukulu kogwiritsa ntchito, makamaka pamalumikizidwe ogwirizana, omwe amatha kukwaniritsa zofunikira za wavelength division multiplexing (WDM) kapena frequency division multiplexing (FDM) ya kutalika kwa mawonekedwe (kapena pafupipafupi). ) kukhazikika, ndipo akuyembekezeka kukhala chida chachikulu cham'badwo wotsatira waukadaulo wolumikizana ndi mafoni.
M'tsogolomu, luso la zipangizo za laser ndi teknoloji yopangira makina zidzalimbikitsanso kuponderezedwa kwa laser linewidth, kupititsa patsogolo kukhazikika kwafupipafupi, kukulitsa kwa kutalika kwa kutalika kwa mafunde ndi kupititsa patsogolo mphamvu, ndikutsegula njira yowunikira anthu a dziko losadziwika.