Princíp ladenia laditeľného polovodičového laseru (laditeľný laser)

Princíp ladeniaLaditeľný polovodičový laser(Laditeľný laser)

Laditeľný polovodičový laser je druh laseru, ktorý dokáže plynule meniť vlnovú dĺžku laserového výstupu v určitom rozsahu. Laditeľný polovodičový laser využíva tepelné ladenie, elektrické ladenie a mechanické ladenie na nastavenie dĺžky dutiny, spektra odrazu mriežky, fázy a ďalších premenných na dosiahnutie ladenia vlnovej dĺžky. Tento druh laseru má široké uplatnenie v optickej komunikácii, spektroskopii, senzorike, medicíne a iných oblastiach. Obrázok 1 znázorňuje základné zloženie...laditeľný laser, vrátane jednotky na zosilnenie svetla, dutiny FP zloženej z predného a zadného zrkadla a jednotky filtra na výber optického režimu. Nakoniec, nastavením dĺžky odrazovej dutiny môže optický filter režimu dosiahnuť výstup výberu vlnovej dĺžky.

OBR. 1

Metóda ladenia a jej odvodenie

Princíp ladenia laditeľnéhopolovodičové laseryzávisí hlavne od zmeny fyzikálnych parametrov laserového rezonátora, aby sa dosiahli kontinuálne alebo diskrétne zmeny vo výstupnej vlnovej dĺžke laseru. Medzi tieto parametre patrí okrem iného index lomu, dĺžka dutiny a výber módu. Nasleduje niekoľko bežných metód ladenia a ich princípy:

1. Ladenie vstrekovania nosičov

Ladenie vstrekovaním nosičov náboja spočíva v zmene indexu lomu materiálu zmenou prúdu vstrekovaného do aktívnej oblasti polovodičového laseru, čím sa dosiahne ladenie vlnovej dĺžky. Keď sa prúd zvyšuje, koncentrácia nosičov náboja v aktívnej oblasti sa zvyšuje, čo vedie k zmene indexu lomu, ktorá následne ovplyvňuje vlnovú dĺžku laseru.

2. Tepelné ladenie Tepelné ladenie spočíva v zmene indexu lomu a dĺžky dutiny materiálu zmenou prevádzkovej teploty laseru, čím sa dosiahne ladenie vlnovej dĺžky. Zmeny teploty ovplyvňujú index lomu a fyzickú veľkosť materiálu.

3. Mechanické ladenie Mechanické ladenie spočíva v dosiahnutí ladenia vlnovej dĺžky zmenou polohy alebo uhla vonkajších optických prvkov lasera. Medzi bežné metódy mechanického ladenia patrí zmena uhla difrakčnej mriežky a posun polohy zrkadla.

4 Elektrooptické ladenie Elektrooptické ladenie sa dosahuje aplikáciou elektrického poľa na polovodičový materiál za účelom zmeny indexu lomu materiálu, čím sa dosiahne ladenie vlnovej dĺžky. Táto metóda sa bežne používa velektrooptické modulátory (VOP) a elektroopticky ladené lasery.

Stručne povedané, princíp ladenia laditeľného polovodičového laseru spočíva hlavne v ladení vlnovej dĺžky zmenou fyzikálnych parametrov rezonátora. Medzi tieto parametre patrí index lomu, dĺžka dutiny a výber módu. Medzi špecifické metódy ladenia patrí ladenie vstrekovaním nosičov, tepelné ladenie, mechanické ladenie a elektrooptické ladenie. Každá metóda má svoj vlastný špecifický fyzikálny mechanizmus a matematické odvodenie a výber vhodnej metódy ladenia je potrebné zvážiť podľa špecifických požiadaviek aplikácie, ako je rozsah ladenia, rýchlosť ladenia, rozlíšenie a stabilita.