Tecnologia làser de l'amplada de línia estreta de la segona part
El 1960, el primer làser Ruby del món va ser un làser en estat sòlid, caracteritzat per una energia de producció elevada i una cobertura de longitud d'ona més àmplia. L’estructura espacial única del làser d’estat sòlid la fa més flexible en el disseny de la sortida d’amplada de línia estreta. Actualment, els principals mètodes implementats inclouen el mètode de cavitat curta, el mètode de cavitat d’anell unidireccional, el mètode estàndard d’intracavitat, el mètode de la cavitat del mode de pèndol de torsió, el mètode de reixeta Bragg de volum i el mètode d’injecció de llavors.
La figura 7 mostra l'estructura de diversos làsers d'estat sòlid en mode sol longitudinal.
La figura 7 (a) mostra el principi de funcionament de la selecció del mode longitudinal únic basat en la norma FP in-cavity, és a dir, l’espectre de transmissió de l’amplada de línia estreta de la norma s’utilitza per augmentar la pèrdua d’altres modes longitudinals, de manera que altres modes longitudinals es filtren en el procés de competència en mode a causa de la seva petita transmissió, per aconseguir que s’aconsegueixin altres modes longitudinals. A més, es pot obtenir un determinat rang de sortida de longitud d’ona controlant l’angle i la temperatura de l’estàndard FP i canviant l’interval de mode longitudinal. Fig. 7 (b) i (c) mostren l'oscil·lador d'anells no plans (NPRO) i el mètode de cavitat del mode de pèndol torsional que s'utilitza per obtenir una única sortida del mode longitudinal. El principi de funcionament és fer que el feix es propagui en una sola direcció en el ressonador, eliminar eficaçment la distribució espacial desigual del nombre de partícules invertides a la cavitat de l’ona de peu ordinària i, per tant, eviti la influència de l’efecte de cremada del forat espacial per aconseguir una única sortida de mode longitudinal. El principi de la selecció del mode de reixa de Brakg (VBG) és similar al dels làsers de semiconductors i de fibra estrets de la línia esmentats anteriorment, és a dir, mitjançant VBG com a element de filtre, basat en la seva bona selectivitat espectral i la selectivitat de l’angle, l’oscil·lador oscil·la a una longitud d’ona específica o bandera per assolir el paper de la selecció del mode longitudinal, com es mostra a la figura 7 (D).
Al mateix temps, es poden combinar diversos mètodes de selecció del mode longitudinal segons les necessitats per millorar la precisió de selecció del mode longitudinal, reduir encara més l’amplada de línia o augmentar la intensitat de la competència en mode introduint la transformació de freqüència no lineal i altres mitjans i ampliar la longitud d’ona de sortida del làser mentre funciona en una amplada de línia estreta, cosa que és difícil de fer perlàser semiconductorilàsers de fibra.
(4) Laser Brillouin
El làser de Brillouin es basa en l'efecte estimulat de la dispersió de Brillouin (SBS) per obtenir una tecnologia de sortida d'amplada de línia estreta de baix soroll, el seu principi és a través del fotó i la interacció de camp acústic intern per produir un determinat canvi de freqüència de fotons Stokes i s'amplifica contínuament dins de l'ample de banda de guany.
La figura 8 mostra el diagrama de nivell de la conversió SBS i l'estructura bàsica del làser Brillouin.
A causa de la baixa freqüència de vibració del camp acústic, el canvi de freqüència de Brillouin del material sol ser només 0,1-2 cm-1, de manera que amb làser de 1064 nm com a llum de la bomba, la longitud d'ona de Stokes generada només és només uns 1064,01 nm, però això també significa que la seva eficiència de conversió quàntica és extremadament alta (fins a un 99,99% en teoria). A més, com que l’amplada de línia de Gain Gain del medi sol ser només de l’ordre de MHz-GHz (l’amplada de línia de Gain Brillouin d’alguns mitjans sòlids és només d’uns 10 MHz), és molt menys que la línia de guany de la substància de treball làser de l’ordre de 100 GHz L’amplada de la línia de sortida és diversos ordres de magnitud més estrets que l’amplada de la línia de la bomba. Actualment, Brillouin Laser s’ha convertit en un punt de recerca en el camp de la fotònica i hi ha hagut molts informes sobre l’ordre HZ i Sub-Hz de sortida d’amplada de línia extremadament estreta.
En els darrers anys, els dispositius Brillouin amb estructura de guies d'ona han sorgit al camp dePhotonics de microonesi es desenvolupen ràpidament en la direcció de la miniaturització, la integració elevada i la resolució més alta. A més, el làser de Brillouin de l’espai basat en nous materials de cristall com Diamond també ha entrat en la visió de la gent en els darrers dos anys, el seu innovador avenç en el poder de l’estructura de guies d’ona i el coll d’ampolla de la cascada SBS, el poder del làser de Brillouin a 10 W magnitud, posant els fonaments per ampliar la seva aplicació.
Unió general
Amb l’exploració contínua dels coneixements d’avantguarda, els làsers d’amplada de línia estrets s’han convertit en una eina indispensable en investigacions científiques amb el seu excel·lent rendiment, com ara l’interferòmetre làser LIGO per a la detecció d’ones gravitacionals, que utilitza una amplada de línia estreta d’una sola freqüèncialàseramb una longitud d’ona de 1064 nm com a font de llavors i l’amplada de línia de la llum de les llavors es troba a 5 kHz. A més, els làsers d’amplada estreta amb longitud d’ona ajustables i sense salt de mode també mostren un gran potencial d’aplicació, especialment en comunicacions coherents, que poden satisfer perfectament les necessitats de la divisió de longitud d’ona multiplexació (WDM) o la divisió de freqüència multiplexació (FDM) per a la sintonització de longitud d’ona (o freqüència) i s’espera que es converteixi en el dispositiu principal de la propera generació de tecnologia de comunicació mòbil.
En el futur, la innovació de materials làser i tecnologia de processament promourà encara més la compressió de l’amplada de línia làser, la millora de l’estabilitat de la freqüència, l’expansió de la gamma de longitud d’ona i la millora del poder, obrint el camí per a l’exploració humana del món desconegut.
Post Horari: 29 de novembre-2023