Principi d’afinació del làser semiconductor ajustable (làser ajustable)

Principi de sintonització deLàser semiconductor ajustable(Làser ajustable)

El làser semiconductor ajustable és una mena de làser que pot canviar contínuament la longitud d’ona de la sortida làser en un rang determinat. El làser de semiconductors ajustable adopta l’ajustament tèrmic, l’afinació elèctrica i l’afinació mecànica per ajustar la longitud de la cavitat, l’espectre de reflexió, 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 ajustable, inclosa la unitat de guany de llum, la cavitat FP composta pels miralls frontals i posteriors i la unitat de filtre de selecció del mode òptic. Finalment, ajustant la longitud de la cavitat de reflexió, el filtre del mode òptic pot arribar a la sortida de selecció de longitud d’ona.

Fig.1

Mètode d’afinació i la seva derivació

El principi d’afinació de Sintonablelàsers semiconductorsDepèn principalment de canviar els paràmetres físics del ressonador làser per aconseguir canvis continus o discrets en la longitud d’ona làser de sortida. Aquests paràmetres inclouen, però no es limiten a l’índex de refracció, la longitud de la cavitat i la selecció del mode. A continuació, es detallen diversos mètodes de sintonia habituals i els seus principis:

1. Sintonització per injecció del transportista

L’afinació d’injecció del portador és canviar l’índex de refracció del material canviant el corrent injectat a la regió activa del làser de semiconductor, per aconseguir l’afinació de la longitud d’ona. Quan el corrent augmenta, la concentració del portador a la regió activa augmenta, donant lloc a un canvi en l’índex de refracció, que al seu torn afecta la longitud d’ona del làser.

2. Ajustament tèrmic L’afinació tèrmica és canviar l’índex de refracció i la longitud de la cavitat del material canviant la temperatura de funcionament del làser, per aconseguir l’afinació de la longitud d’ona. Els canvis en la temperatura afecten l’índex de refracció i la mida física del material.

3. Afinació mecànica La sintonia mecànica és aconseguir una sintonia de longitud d’ona canviant la posició o l’angle dels elements òptics externs del làser. Els mètodes d’afinació mecànica habituals inclouen canviar l’angle de la reixa de difracció i moure la posició del mirall.

4 Sintonització electro-òptica La sintonia electro-òptica 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 aModuladors electro-òptics (Eom) i làsers sintonitzats electro-òpticament.

En resum, el principi d’afinació del làser de semiconductors ajustable s’adona principalment de 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 d’injecció del portador, l’afinació tèrmica, l’afinació mecànica i l’afinació electro-òptica. Cada mètode té el seu propi mecanisme físic específic i la derivació matemàtica i cal tenir en compte la selecció del mètode d’ajustament adequat segons els requisits d’aplicació específics, com ara l’interval d’afinació, la velocitat d’afinació, la resolució i l’estabilitat.