Îro, em ê lazerek "monokromatîk" bidin nasîn - lazera xêza teng. Derketina holê ya wê valahiyên di gelek warên sepandina lazerê de tijî dike, û di salên dawî de bi berfirehî di tespîtkirina pêlên gravîtasyonê, liDAR, hesandina belavkirî, ragihandina optîkî ya hevgirtî ya bilez û warên din de tê bikar anîn, ku "mîsyonek" e ku tenê bi baştirkirina hêza lazerê nayê temam kirin.
Lazerê xêza teng çi ye?
Peyva "firehiya xêzê" behsa firehiya xêza spektral a lazerê di qada frekansê de dike, ku bi gelemperî bi firehiya nîv-lûtkeya tevahî ya spektrumê (FWHM) tê pîvandin. Firehiya xêzê bi giranî ji hêla tîrêjên xweber ên atom an îyonên ajîtasyonkirî, dengê qonaxê, lerizîna mekanîkî ya rezonatorê, lerizîna germahiyê û faktorên din ên derveyî ve bandor dibe. Nirxa firehiya xêzê çiqas piçûktir be, paqijiya spektrumê ewqas bilindtir dibe, ango monokromatîkbûna lazerê ewqas çêtir dibe. Lazerên bi taybetmendiyên weha bi gelemperî dengê qonax an frekansê pir kêm û dengê şîddeta nisbî pir kêm hene. Di heman demê de, nirxa firehiya xêzikî ya lazerê çiqas piçûktir be, hevgirtina têkildar ewqas xurttir dibe, ku wekî dirêjahiya hevgirtinê ya pir dirêj xuya dike.
Pêkanîn û sepandina lazerê xêza teng
Ji ber ku bi firehiya xeta destkeftiya xwerû ya madeya lazerê ve sînordar e, hema hema ne gengaz e ku rasterast derana lazera firehiya xeta teng bi xwe ve girêbide, bi piştgirtina osîlatora kevneşopî bixwe. Ji bo ku xebitandina lazera firehiya xeta teng were pêkanîn, bi gelemperî pêdivî ye ku fîlter, şebek û amûrên din werin bikar anîn da ku modula dirêjahî di spektruma destkeftiyê de sînordar bikin an hilbijêrin, cûdahiya destkeftiya net di navbera modên dirêjahî de zêde bikin, da ku çend an jî tenê yek lerizîna moda dirêjahî di rezonatora lazerê de hebe. Di vê pêvajoyê de, pir caran pêdivî ye ku bandora deng li ser derana lazerê were kontrol kirin, û firehbûna xetên spektral ên ji ber guherînên lerizîn û germahiyê yên hawîrdora derve kêm bibe; Di heman demê de, ew dikare bi analîza dendika spektral a dengê qonax an frekansê re jî were hev kirin da ku çavkaniya deng were fam kirin û sêwirana lazerê were çêtir kirin, da ku derana stabîl a lazera firehiya xeta teng were bidestxistin.
Werin em li pêkanîna operasyona firehiya xêza teng a çend kategoriyên cûda yên lazeran binêrin.
Lazerên nîvconductor xwedî avantajên mezinahiya kompakt, karîgeriya bilind, temenê dirêj û feydeyên aborî ne.
Rezonatora optîkî ya Fabry-Perot (FP) ku di kevneşopî de tê bikar anînlazerên nîvconductorbi gelemperî di moda pir-dirêjahî de dihejîne, û firehiya xeta derketinê nisbeten fireh e, ji ber vê yekê pêdivî ye ku ji bo bidestxistina derketina firehiya xeta teng, bersiva optîkî zêde bibe.
Bersiva belavkirî (DFB) û refleksa Bragg a belavkirî (DBR) du lazerên nîvconductor ên bersivên optîkî yên navxweyî yên tîpîk in. Ji ber piçûna gratingê ya piçûk û hilbijartina dirêjahiya pêlê ya baş, hêsan e ku meriv derana firehiya xeta teng a yek-frekans a stabîl bi dest bixe. Cûdahiya sereke di navbera her du avahiyan de pozîsyona gratingê ye: avahiya DFB bi gelemperî avahiya periyodîk a gratinga Bragg li seranserê rezonatorê belav dike, û rezonatora DBR bi gelemperî ji avahiya gratinga refleksê û herêma qezencê ya ku di rûyê dawiyê de yekbûyî ye pêk tê. Wekî din, lazerên DFB gratingên çandî yên bi kontrastiya îndeksa refraksiyonê ya nizm û refleksîfbûna nizm bikar tînin. Lazerên DBR gratingên rûvî yên bi kontrastiya îndeksa refraksiyonê ya bilind û refleksîfbûna bilind bikar tînin. Her du avahî jî xwedî rêzek spektral a azad a mezin in û dikarin mîhengkirina dirêjahiya pêlê bêyî guheztina modê di rêza çend nanometreyan de pêk bînin, ku lazera DBR xwedî rêzek mîhengkirinê ya firehtir ji ya ... ye.Lazera DFBWekî din, teknolojiya bersiva optîkî ya kavîtiya derve, ku hêmanên optîkî yên derveyî bikar tîne da ku ronahiya derketî ya çîpa lazerê nîvconductor paşve bişîne û frekansê hilbijêre, dikare operasyona firehiya xêza teng a lazerê nîvconductor jî pêk bîne.
(2) Lazerên fîberê
Lazerên fîberê xwedî karîgeriya veguherîna pompê ya bilind, kalîteya tîrêjê ya baş û karîgeriya girêdana bilind in, ku di warê lazerê de mijarên lêkolînê yên germ in. Di çarçoveya serdema agahdariyê de, lazerên fîberê lihevhatinek baş bi pergalên ragihandinê yên fîbera optîkî yên heyî yên li sûkê re hene. Lazera fîberê ya yek-frekansî bi avantajên firehiya xeta teng, dengê kêm û hevrêziya baş bûye yek ji rêyên girîng ên pêşkeftina wê.
Moda yek-dirêj a xebitandinê bingeha lazerê fîberê ye ji bo bidestxistina derana firehiya xêza teng, bi gelemperî li gorî avahiya rezonatorê, lazerê fîberê yê yek-frekans dikare wekî celebê DFB, celebê DBR û celebê zengil were dabeş kirin. Di nav wan de, prensîba xebatê ya lazerên fîberê yên yek-frekans DFB û DBR dişibihe ya lazerên nîvconductor DFB û DBR.
Wekî ku di Şekil 1 de tê xuyang kirin, lazera fîberê ya DFB ji bo nivîsandina gratinga Bragg a belavkirî di nav fîberê de ye. Ji ber ku dirêjahiya pêlê ya xebatê ya osîlatorê ji hêla dewreya fîberê ve bandor dibe, moda dirêjahî dikare bi riya bersiva belavkirî ya gratingê were hilbijartin. Rezonatora lazerê ya lazera DBR bi gelemperî ji hêla cotek gratingên fîberê yên Bragg ve tê çêkirin, û moda dirêjahî ya yekane bi giranî ji hêla gratingên Bragg ên fîbera teng û refleksîfbûna kêm ve tê hilbijartin. Lêbelê, ji ber rezonatora xwe ya dirêj, avahiya xwe ya tevlihev û nebûna mekanîzmaya cihêkariya frekansê ya bi bandor, valahiya şiklê zengilî meyla guheztina modê ye, û xebata domdar di moda dirêjahî ya domdar de ji bo demek dirêj dijwar e.
Wêne 1, Du avahiyên xêzikî yên tîpîk ên frekanseke yekanelazerên fîberê
Dema weşandinê: 27ê Mijdarê-2023