Principi d'afinació del làser semiconductor sintonitzable (làser sintonitzable)

Principi d'afinació deLàser semiconductor sintonitzable(Làser sintonitzable)

El làser semiconductor sintonitzable és un tipus de làser que pot canviar contínuament la longitud d'ona de sortida del làser en un rang determinat. El làser semiconductor sintonitzable adopta l'afinació tèrmica, l'afinació elèctrica i l'afinació mecànica per ajustar la longitud de la cavitat, l'espectre de reflexió de la reixeta, la fase i altres variables per aconseguir l'afinació de la longitud d'ona. Aquest tipus de làser té una àmplia gamma d'aplicacions en comunicació òptica, espectroscòpia, detecció, medicina i altres camps. La figura 1 mostra la composició bàsica d'unlàser sintonitzable, incloent-hi la unitat de guany de llum, la cavitat FP composta pels miralls frontal i posterior i la unitat de filtre de selecció de mode òptic. Finalment, ajustant la longitud de la cavitat de reflexió, el filtre de mode òptic pot assolir la sortida de selecció de longitud d'ona.

FIG.1

Mètode d'afinació i la seva derivació

El principi d'afinació sintonitzablelàsers semiconductorsdepèn principalment de canviar els paràmetres físics del ressonador làser per aconseguir canvis continus o discrets en la longitud d'ona del làser de sortida. Aquests paràmetres inclouen, entre d'altres, l'índex de refracció, la longitud de la cavitat i la selecció del mode. A continuació es detallen diversos mètodes d'afinació comuns i els seus principis:

1. Ajust de la injecció de portadora

L'afinació de la injecció de portadors consisteix a canviar l'índex de refracció del material canviant el corrent injectat a la regió activa del làser semiconductor, per tal d'aconseguir l'afinació de la longitud d'ona. Quan el corrent augmenta, la concentració de portadors a la regió activa augmenta, cosa que provoca un canvi en l'índex de refracció, que al seu torn afecta la longitud d'ona del làser.

2. Ajust tèrmic L'ajust tèrmic consisteix a canviar l'índex de refracció i la longitud de la cavitat del material canviant la temperatura de funcionament del làser, per tal d'aconseguir l'ajust de la longitud d'ona. Els canvis de temperatura afecten l'índex de refracció i la mida física del material.

3. Ajust mecànic L'ajust mecànic consisteix a aconseguir l'ajust de la longitud d'ona canviant la posició o l'angle dels elements òptics externs del làser. Els mètodes d'ajust mecànic habituals inclouen canviar l'angle de la xarxa de difracció i moure la posició del mirall.

4 Afinació electroòptica L'afinació electroòptica s'aconsegueix aplicant un camp elèctric a un material semiconductor per canviar l'índex de refracció del material, aconseguint així l'afinació de la longitud d'ona. Aquest mètode s'utilitza habitualment enmoduladors electroòptics (EOM) i làsers sintonitzats electroòpticament.

En resum, el principi d'afinació del làser semiconductor sintonitzable realitza principalment l'afinació de la longitud d'ona canviant els paràmetres físics del ressonador. Aquests paràmetres inclouen l'índex de refracció, la longitud de la cavitat i la selecció del mode. Els mètodes d'afinació específics inclouen l'afinació per injecció de portador, l'afinació tèrmica, l'afinació mecànica i l'afinació electroòptica. Cada mètode té el seu propi mecanisme físic específic i la seva derivació matemàtica, i la selecció del mètode d'afinació adequat s'ha de considerar segons els requisits específics de l'aplicació, com ara el rang d'afinació, la velocitat d'afinació, la resolució i l'estabilitat.