Princíp ladenia laditeľného polovodičového lasera (laditeľný laser)

Princíp ladeniaLaditeľný polovodičový laser(Laditeľný laser)

Laditeľný polovodičový laser je druh lasera, ktorý dokáže plynule meniť vlnovú dĺžku laserového výstupu v určitom rozsahu. Laditeľný polovodičový laser využíva tepelné ladenie, elektrické ladenie a mechanické ladenie na úpravu dĺžky dutiny, mriežkového odrazového spektra, fázy a ďalších premenných na dosiahnutie ladenia vlnovej dĺžky. Tento druh lasera má široké uplatnenie v oblasti optickej komunikácie, spektroskopie, snímania, medicíny a iných oblastí. Obrázok 1 ukazuje základné zloženie aladiteľný laservrátane jednotky svetelného zisku, dutiny FP zloženej z predných a zadných zrkadiel a jednotky filtra na výber optického režimu. Nakoniec, nastavením dĺžky odrazovej dutiny môže filter optického režimu dosiahnuť výstup výberu vlnovej dĺžky.

1. Obr

Metóda ladenia a jej odvodenie

Princíp ladenia laditeľnostipolovodičové laseryzávisí hlavne od zmeny fyzikálnych parametrov laserového rezonátora, aby sa dosiahli kontinuálne alebo diskrétne zmeny vo výstupnej vlnovej dĺžke lasera. Tieto parametre zahŕňajú, ale nie sú obmedzené na, index lomu, dĺžku dutiny a výber režimu. Nasleduje podrobný popis niekoľkých bežných metód ladenia a ich princípov:

1. Ladenie vstrekovania nosiča

Ladenie vstrekovania nosiča je zmena indexu lomu materiálu zmenou prúdu vstrekovaného do aktívnej oblasti polovodičového lasera, aby sa dosiahlo ladenie vlnovej dĺžky. Keď sa prúd zvyšuje, zvyšuje sa koncentrácia nosiča v aktívnej oblasti, čo vedie k zmene indexu lomu, čo následne ovplyvňuje vlnovú dĺžku lasera.

2. Tepelné ladenie Tepelné ladenie je zmena indexu lomu a dĺžky dutiny materiálu zmenou prevádzkovej teploty lasera tak, aby sa dosiahlo ladenie vlnovej dĺžky. Zmeny teploty ovplyvňujú index lomu a fyzickú veľkosť materiálu.

3. Mechanické ladenie Mechanické ladenie je dosiahnutie ladenia vlnovej dĺžky zmenou polohy alebo uhla vonkajších optických prvkov lasera. Bežné metódy mechanického ladenia zahŕňajú zmenu uhla difrakčnej mriežky a posunutie polohy zrkadla.

4 Elektrooptické ladenie Elektrooptické ladenie sa dosiahne aplikáciou elektrického poľa na polovodičový materiál, aby sa zmenil index lomu materiálu, čím sa dosiahne ladenie vlnovej dĺžky. Táto metóda sa bežne používa velektrooptické modulátory (EOM) a elektroopticky ladené lasery.

Stručne povedané, princíp ladenia laditeľného polovodičového lasera realizuje hlavne ladenie vlnovej dĺžky zmenou fyzikálnych parametrov rezonátora. Tieto parametre zahŕňajú index lomu, dĺžku dutiny a výber režimu. Špecifické metódy ladenia zahŕňajú ladenie vstrekovaním nosiča, tepelné ladenie, mechanické ladenie a elektrooptické ladenie. Každá metóda má svoj 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.