Îro, em ê lazerek "monochromatic" ya herî giran bidin nasîn - lazerek bi dirêjahiya xeta teng. Derketina wê valahiyan di gelek warên serîlêdana lazerê de tijî dike, û di van salên dawî de bi berfirehî di tespîtkirina pêlên gravîtasyonê, liDAR, hestiyariya belavbûyî, ragihandina optîkî ya hevgirtî ya bilez û qadên din de, ku "mîsyonek" e ku nayê bikar anîn. tenê bi baştirkirina hêza lazerê tê qedandin.
Lazera xêza teng çi ye?
Gotina "firehiya xetê" bi firehiya xeta spektral a lazerê ya di qada frekansê de vedibêje, ku bi gelemperî li gorî firehiya tam a nîv-lûtkeyê ya spektrumê (FWHM) tê hejmartin. Berfirehiya xetê bi giranî ji tîrêjên spontan ên atom an îyonên heyecan, dengê qonaxê, lerizîna mekanîkî ya resonatorê, jittera germahiyê û faktorên din ên derveyî bandor dibe. Çiqas nirxa firehiya rêzê piçûktir be, ew qas paqijiya spektrumê bilindtir dibe, ango yekrengiya lazerê ew qas çêtir e. Laserên xwedan taybetmendiyên weha bi gelemperî dengek qonax an frekansê pir hindik û dengek tundûtûjiya têkildar pir hindik in. Di heman demê de, her ku nirxa firehiya xêzik a lazerê piçûktir bibe, ew qas hevrêziya têkildar xurtir dibe, ku wekî dirêjahiya hevrêzek pir dirêj tê xuyang kirin.
Rastkirin û sepandina lazera xêza teng
Ji hêla dirêjahiya xetê ya xwerû ya maddeya xebatê ya lazerê ve hatî sînordar kirin, hema hema ne gengaz e ku meriv rasterast bi xwe ve girêbide bi oscilatora kevneşopî re rasterast fêhmkirina derketina lazera xêza teng bike. Ji bo ku hûn karbidestiya lazera dirêjahiya xeta teng were fêhm kirin, bi gelemperî pêdivî ye ku meriv fîlter, tîrêj û amûrên din bikar bînin da ku modula dirêjî ya di spektura qezencê de bisînor bikin an hilbijêrin, cûdahiya qezenca netîce ya di navbera modên dirêj de zêde bikin, da ku hebe. di resonatora lazerê de çend an tewra tenê yek ossilasyona moda dirêjî. Di vê pêvajoyê de, bi gelemperî pêdivî ye ku meriv bandora deng li ser hilbera lazerê were kontrol kirin, û firehbûna xetên spektral ên ku ji ber vibrasyon û guheztinên germahiya hawîrdora derve têne çêkirin kêm bikin; Di heman demê de, ew dikare bi analîza tîrêjê ya spektralê ya dengî ya qonax an frekansê re jî were hev kirin da ku çavkaniya dengbêjê fam bike û sêwirana lazerê xweşbîn bike, da ku bigihîje encamek aram a lazera xêza teng.
Ka em nihêrînek li pêkanîna operasyona xêza teng a çend kategoriyên cihêreng ên lazeran bidin.
Lazerên semiconductor xwedan avantajên mezinahiya tevlihev, karbidestiya bilind, jiyanek dirêj û feydeyên aborî ne.
Resonatora optîkî ya Fabry-Perot (FP) ku di kevneşopî de tê bikar anînlazerên nîvconductorbi gelemperî di moda pir-dirêj de diheje, û firehiya xeta derketinê nisbeten fireh e, ji ber vê yekê pêdivî ye ku bertekên optîkî zêde bibin da ku derana firehiya xeta teng bistînin.
Bersiva belavbûyî (DFB) û Refleksiyona Braggê ya Dabeşkirî (DBR) du lazerên nîvconduktorê nerîna optîkî ya navxweyî ne. Ji ber tîrêjê piçûk û hilbijarkiya dirêjahiya pêlê ya baş, hêsan e ku meriv bigihîje hilbera xêza teng a yek-frekansê ya stabîl. Cûdahiya sereke di navbera her du avahiyan de pozîsyona tîrêjê ye: strukturên DFB bi gelemperî strukturên periyodîk ên grating Bragg li seranserê resonatorê belav dike, û resonatora DBR bi gelemperî ji strukturên tîrêjê yên refleksê û devera qezencê ya ku di nav de ye pêk tê. rûyê dawî. Digel vê yekê, lazerên DFB girêkên pêvekirî yên bi berevajîkirina nîşana refraksiyonê ya kêm û refleksa kêm bikar tînin. Laserên DBR girêkên rûkalê bi berevajî indexa refraksiyonê ya bilind û refleksa bilind bikar tînin. Her du avahî xwedan rêjeyek spektral a azad a mezin in û dikarin guheztina dirêjahiya pêlê bêyî bazdana modê di navbera çend nanometran de pêk bînin, li cihê ku lazera DBR xwedan rêzek birêkûpêk ji ya firehtir e.Laser DFB. Digel vê yekê, teknolojiya vegera optîkî ya valahiya derveyî, ku hêmanên optîk ên derveyî bikar tîne da ku ronahiya derketinê ya çîpê lazerê ya nîvconductor vegere û frekansê hilbijêrin, di heman demê de dikare operasyona xêza teng a lazera nîvconductor jî fêm bike.
(2) Lazerên fiber
Lazerên fîberê xwedan karbidestiya guheztina pompê ya bilind, qalîteya tîrêjê ya baş û berbihevkirina bilind e, ku di warê lazerê de mijarên lêkolînê yên germ in. Di çarçoveya serdema agahdariyê de, lazerên fîberê bi pergalên ragihandinê yên fiber optîk ên heyî yên li sûkê re hevahengiyek baş heye. Lazera fiberê ya yek-frekansî bi avantajên firehiya xeta teng, dengê kêm û hevrêziya baş bûye yek ji rêgezên girîng ên pêşkeftina wê.
Operasyona moda dirêjî ya yekane bingeha lazera fîberê ye ku ji bo bidestxistina derana xêza-firehiya teng e, bi gelemperî li gorî avahiya resonatorê lazera fiberê ya yek frekansê dikare li celebê DFB, celebê DBR û celebê zengilê were dabeş kirin. Di nav wan de, prensîba xebatê ya lazerên fîberê yên yek-frekansa DFB û DBR dişibihe ya lazerên nîvconductor DFB û DBR.
Wekî ku di jimar 1 de tê xuyang kirin, lazera fiberê ya DFB ew e ku grating Bragg-a belavbûyî di fiberê de binivîsîne. Ji ber ku dirêjahiya pêla xebatê ya oscilatorê ji hêla heyama fîberê ve tê bandor kirin, moda dirêjî dikare bi navgîniya berteka belavkirî ya tîrêjê ve were hilbijartin. Resonatora lazerê ya lazerê DBR bi gelemperî ji hêla cotek tîrêjên Bragg-ê ve tê çêkirin, û moda dirêjî ya yekane bi giranî ji hêla bandê teng û tîrêjên Bragg-ê yên tîrêjê yên refleksa kêm ve tê hilbijartin. Lêbelê, ji ber resonatora xweya dirêj, strukturek tevlihev û nebûna mekanîzmaya cûdahiya frekansê ya bi bandor, valahiya zengil meyldar e ku moda hilkişînê bike, û dijwar e ku meriv ji bo demek dirêj di moda dirêjî ya domdar de bi îstîqrar bixebite.
Wêne 1, Du strukturên xêzikî yên tîpîk ên frekansa yekanelazerên fiber
Dema şandinê: Nov-27-2023