Načelo uglaševanja nastavljivega polprevodniškega laserja (nastavljivi laser)

Načelo uglaševanjaNastavljiv polprevodniški laser(Nastavljiv laser)

Nastavljivi polprevodniški laser je vrsta laserja, ki lahko neprekinjeno spreminja valovno dolžino laserskega izhoda v določenem območju. Nastavljivi polprevodniški laser uporablja termično, električno in mehansko uglaševanje za prilagajanje dolžine votline, spektra odboja rešetke, faze in drugih spremenljivk za doseganje uglaševanja valovne dolžine. Ta vrsta laserja ima širok spekter uporabe v optični komunikaciji, spektroskopiji, senzoriki, medicini in drugih področjih. Slika 1 prikazuje osnovno sestavonastavljiv laser, vključno z enoto za ojačanje svetlobe, votlino FP, sestavljeno iz sprednjega in zadnjega ogledala, in enoto filtra za izbiro optičnega načina. Končno lahko z nastavitvijo dolžine odbojne votline optični filter doseže izhod izbire valovne dolžine.

SLIKA 1

Metoda uglaševanja in njena izpeljava

Načelo uglaševanja nastavljivegapolprevodniški laserjiv glavnem je odvisno od spreminjanja fizikalnih parametrov laserskega resonatorja za doseganje neprekinjenih ali diskretnih sprememb izhodne laserske valovne dolžine. Ti parametri vključujejo, vendar niso omejeni na, lomni količnik, dolžino votline in izbiro načina. V nadaljevanju so podrobno opisane nekatere pogoste metode uglaševanja in njihova načela:

1. Uglaševanje z vbrizgavanjem nosilcev

Uglaševanje z vbrizgavanjem nosilcev pomeni spreminjanje lomnega količnika materiala s spreminjanjem toka, ki se vbrizga v aktivno območje polprevodniškega laserja, da se doseže uglaševanje valovne dolžine. Ko se tok poveča, se poveča koncentracija nosilcev v aktivnem območju, kar povzroči spremembo lomnega količnika, kar posledično vpliva na valovno dolžino laserja.

2. Termična nastavitev Termična nastavitev je spreminjanje lomnega količnika in dolžine votline materiala s spreminjanjem delovne temperature laserja, da se doseže nastavitev valovne dolžine. Spremembe temperature vplivajo na lomni količnik in fizično velikost materiala.

3. Mehansko uglaševanje Mehansko uglaševanje pomeni uglaševanje valovne dolžine s spreminjanjem položaja ali kota zunanjih optičnih elementov laserja. Običajne metode mehanskega uglaševanja vključujejo spreminjanje kota uklonske rešetke in premikanje položaja zrcala.

4 Elektrooptična uglasitev Elektrooptična uglasitev se doseže z uporabo električnega polja na polprevodniškem materialu, da se spremeni lomni količnik materiala, s čimer se doseže uglasitev valovne dolžine. Ta metoda se pogosto uporablja velektrooptični modulatorji (Misija za opazovanje volitev) in elektrooptično uglašeni laserji.

Skratka, princip uglaševanja nastavljivega polprevodniškega laserja v glavnem omogoča uglaševanje valovne dolžine s spreminjanjem fizikalnih parametrov resonatorja. Ti parametri vključujejo lomni količnik, dolžino votline in izbiro načina. Posebne metode uglaševanja vključujejo uglaševanje z vbrizgavanjem nosilcev, termično uglaševanje, mehansko uglaševanje in elektrooptično uglaševanje. Vsaka metoda ima svoj specifičen fizikalni mehanizem in matematično izpeljavo, izbiro ustrezne metode uglaševanja pa je treba upoštevati glede na specifične zahteve uporabe, kot so območje uglaševanja, hitrost uglaševanja, ločljivost in stabilnost.