Desenvolupament i estat del mercat del làser ajustable Segona part

Desenvolupament i estat del mercat del làser ajustable (segona part)

Principi de funcionament delàser ajustable

Hi ha aproximadament tres principis per aconseguir l'ajust de la longitud d'ona del làser. La majorialàsers ajustablesutilitzar substàncies de treball amb línies fluorescents amples. Els ressonadors que formen el làser tenen pèrdues molt baixes només en un rang de longituds d'ona molt estret. Per tant, el primer és canviar la longitud d'ona del làser canviant la longitud d'ona corresponent a la regió de baixes pèrdues del ressonador per alguns elements (com una reixa). El segon és canviar el nivell d'energia de la transició làser canviant alguns paràmetres externs (com ara el camp magnètic, la temperatura, etc.). El tercer és l'ús d'efectes no lineals per aconseguir la transformació i l'afinació de la longitud d'ona (vegeu òptica no lineal, dispersió Raman estimulada, duplicació de freqüència òptica, oscil·lació paramètrica òptica). Els làsers típics que pertanyen al primer mode d'afinació són els làsers de colorant, els làsers de crisoberil, els làsers de centre de color, els làsers de gas d'alta pressió ajustables i els làsers excímers ajustables.

El làser ajustable des de la perspectiva de la tecnologia de realització es divideix principalment en: tecnologia de control actual, tecnologia de control de temperatura i tecnologia de control mecànic.
Entre ells, la tecnologia de control electrònic és aconseguir l'ajust de la longitud d'ona canviant el corrent d'injecció, amb velocitat de sintonització de nivell NS, ample de banda de sintonització ampli, però una petita potència de sortida, basada en la tecnologia de control electrònic principalment SG-DBR (reixeta de mostreig DBR) i Làser GCSR (reflexió de mostreig cap enrere acoblament direccional de reixeta auxiliar). La tecnologia de control de temperatura canvia la longitud d'ona de sortida del làser canviant l'índex de refracció de la regió activa del làser. La tecnologia és senzilla, però lenta, i es pot ajustar amb una amplada de banda estreta de només uns pocs nm. Els principals basats en la tecnologia de control de temperatura sónLàser DFB(retroalimentació distribuïda) i làser DBR (reflexió de Bragg distribuïda). El control mecànic es basa principalment en la tecnologia MEMS (sistema micro-electro-mecànic) per completar la selecció de la longitud d'ona, amb una gran amplada de banda ajustable, una gran potència de sortida. Les principals estructures basades en la tecnologia de control mecànic són DFB (retroalimentació distribuïda), ECL (làser de cavitat externa) i VCSEL (làser d'emissió de superfície de cavitat vertical). El següent s'explica a partir d'aquests aspectes del principi dels làsers sintonitzables.

Aplicació de comunicació òptica

El làser ajustable és un dispositiu optoelectrònic clau en una nova generació de sistemes de multiplexació de divisió de longitud d'ona densa i intercanvi de fotons en una xarxa totalment òptica. La seva aplicació augmenta considerablement la capacitat, la flexibilitat i l'escalabilitat del sistema de transmissió de fibra òptica, i ha realitzat una sintonització contínua o quasi contínua en un ampli rang de longituds d'ona.
Empreses i institucions de recerca d'arreu del món estan promovent activament la recerca i el desenvolupament de làsers ajustables, i s'estan fent nous progressos constantment en aquest camp. El rendiment dels làsers ajustables es millora constantment i el cost es redueix constantment. Actualment, els làsers sintonitzables es divideixen principalment en dues categories: làsers ajustables semiconductors i làsers de fibra sintonitzables.
Làser semiconductorés una font de llum important en el sistema de comunicació òptica, que té les característiques de mida petita, pes lleuger, alta eficiència de conversió, estalvi d'energia, etc., i és fàcil d'aconseguir la integració optoelectrònica d'un sol xip amb altres dispositius. Es pot dividir en làser de retroalimentació distribuïda sintonitzable, làser mirall de Bragg distribuït, làser que emet superfície de cavitat vertical del sistema de micromotor i làser semiconductor de cavitat externa.
El desenvolupament del làser de fibra sintonitzable com a mitjà de guany i el desenvolupament del díode làser semiconductor com a font de bomba ha promogut molt el desenvolupament de làsers de fibra. El làser ajustable es basa en l'amplada de banda de guany de 80 nm de la fibra dopada, i l'element de filtre s'afegeix al bucle per controlar la longitud d'ona del làser i realitzar l'ajust de la longitud d'ona.
El desenvolupament del làser semiconductor ajustable és molt actiu al món i el progrés també és molt ràpid. A mesura que els làsers sintonitzables s'apropen gradualment als làsers de longitud d'ona fixa en termes de cost i rendiment, inevitablement s'utilitzaran cada cop més en sistemes de comunicació i tindran un paper important en les futures xarxes totalment òptiques.

Perspectiva de desenvolupament
Hi ha molts tipus de làsers sintonitzables, que generalment es desenvolupen introduint més mecanismes d'ajust de longitud d'ona sobre la base de diversos làsers d'una sola longitud d'ona, i alguns productes bàsics s'han subministrat al mercat internacional. A més del desenvolupament de làsers sintonitzables òptics continus, també s'han informat làsers ajustables amb altres funcions integrades, com ara el làser ajustable integrat amb un sol xip de VCSEL i un modulador d'absorció elèctrica, i el làser integrat amb un reflector Bragg de reixeta de mostra. i un amplificador òptic semiconductor i un modulador d'absorció elèctrica.
Com que el làser ajustable de longitud d'ona s'utilitza àmpliament, el làser ajustable de diverses estructures es pot aplicar a diferents sistemes, i cadascun té avantatges i desavantatges. El làser semiconductor de cavitat externa es pot utilitzar com a font de llum ajustable de banda ampla en instruments de prova de precisió a causa de la seva alta potència de sortida i longitud d'ona contínua ajustable. Des de la perspectiva de la integració de fotons i de conèixer la futura xarxa totalment òptica, la xarxa de mostres DBR, la xarxa superestructurada DBR i els làsers ajustables integrats amb moduladors i amplificadors poden ser fonts de llum ajustables prometedores per a Z.
El làser ajustable de reixeta de fibra amb cavitat externa també és un tipus prometedor de font de llum, que té una estructura senzilla, una amplada de línia estreta i un acoblament fàcil de fibra. Si el modulador EA es pot integrar a la cavitat, també es pot utilitzar com a font de solitons òptics sintonitzables d'alta velocitat. A més, els làsers de fibra sintonitzables basats en làsers de fibra han avançat considerablement en els darrers anys. Es pot esperar que el rendiment dels làsers ajustables a les fonts de llum de comunicació òptica es millori encara més i la quota de mercat augmentarà gradualment, amb perspectives d'aplicació molt brillants.