I kēia lā, e hoʻolauna mākou i kahi laser "monochromatic" i ka laser linewidth haiki loa. ʻO kona puka ʻana mai e hoʻopiha i nā hakahaka ma nā kahua noi he nui o ka laser, a i nā makahiki i hala iho nei ua hoʻohana nui ʻia i ka ʻike ʻana i nā nalu umekaumaha, liDAR, distributed sensing, high-speed coherent optical communication a me nā kahua ʻē aʻe, he "misiona" hiki ʻole ke hoʻopau ʻia ma ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka mana laser.
He aha ka laser linewidth haiki?
ʻO ka huaʻōlelo "laina laulā" e pili ana i ka laulā laina spectral o ka laser ma ke kahua alapine, kahi i helu pinepine ʻia ma ke ʻano o ka hapalua-kiʻekiʻe piha o ka spectrum (FWHM). Hoʻopilikia nui ʻia ka laina laulā e ka radiation spontaneous o nā ʻātoma a i ʻole nā iona i hoʻonāukiuki ʻia, ka walaʻau pae, ka haʻalulu mechanical o ka resonator, ka jitter mahana a me nā mea o waho ʻē aʻe. ʻO ka liʻiliʻi o ka waiwai o ka laulā laina, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka maʻemaʻe o ka spectrum, ʻo ia hoʻi, ʻoi aku ka maikaʻi o ka monochromaticity o ka laser. ʻO nā lasers me ia mau ʻano he liʻiliʻi loa ka walaʻau pae a i ʻole alapine a me ka liʻiliʻi loa o ka walaʻau ikaika pili. I ka manawa like, ʻo ka liʻiliʻi o ka waiwai laulā linear o ka laser, ʻoi aku ka ikaika o ka coherence like, i hōʻike ʻia he lōʻihi coherence lōʻihi loa.
Ka hoʻokō ʻana a me ka hoʻohana ʻana o ka laser linewidth haiki
I kaupalena ʻia e ka linewidth loaʻa kūlohelohe o ka mea hana o ka laser, aneane hiki ʻole ke hoʻomaopopo pololei i ka hopena o ka laser linewidth haiki ma ka hilinaʻi ʻana i ka oscillator kuʻuna ponoʻī. I mea e hoʻomaopopo ai i ka hana o ka laser linewidth haiki, pono pinepine e hoʻohana i nā kānana, grating a me nā mea hana ʻē aʻe e kaupalena a koho paha i ka modulus longitudinal i loko o ka spectrum loaʻa, hoʻonui i ka ʻokoʻa loaʻa net ma waena o nā ʻano longitudinal, i loaʻa ai kekahi mau a i ʻole hoʻokahi wale nō oscillation mode longitudinal i loko o ka resonator laser. I kēia kaʻina hana, pono pinepine e kāohi i ka mana o ka walaʻau ma ka hopena laser, a hoʻemi i ka hoʻonui ʻana o nā laina spectral i hoʻokumu ʻia e ka haʻalulu a me nā loli mahana o ke kaiapuni waho; I ka manawa like, hiki ke hoʻohui pū ʻia me ka nānā ʻana o ka nui o ka walaʻau phase a i ʻole frequency e hoʻomaopopo i ke kumu o ka walaʻau a hoʻomaikaʻi i ka hoʻolālā o ka laser, i mea e loaʻa ai ka hopena paʻa o ka laser linewidth haiki.
E nānā kākou i ka hoʻokō ʻana o ka hana linewidth haiki o kekahi mau ʻano lasers like ʻole.
Loaʻa i nā lasers Semiconductor nā pono o ka nui liʻiliʻi, ka pono kiʻekiʻe, ke ola lōʻihi a me nā pono waiwai.
ʻO ka Fabry-Perot (FP) optical resonator i hoʻohana ʻia i ka hana kuʻunanā lasers semiconductorma ke ʻano maʻamau, hoʻololi pinepine ia i ke ʻano multi-longitudinal, a ʻoi aku ka laulā o ka laina hoʻopuka, no laila pono e hoʻonui i ka manaʻo optical e loaʻa ai ka hopena o ka laulā laina haiki.
ʻO ka manaʻo hoʻolaha (DFB) a me ka hōʻike ʻana o Distributed Bragg (DBR) ʻelua mau lasers semiconductor feedback optical kūloko maʻamau. Ma muli o ka pitch grating liʻiliʻi a me ke koho ʻana o ka wavelength maikaʻi, maʻalahi ka hoʻokō ʻana i ka hoʻopuka linewidth haiki hoʻokahi alapine. ʻO ka ʻokoʻa nui ma waena o nā ʻano ʻelua ke kūlana o ka grating: ʻo ka ʻano DFB e hoʻolaha pinepine i ka ʻano periodic o ka grating Bragg ma o ka resonator, a ʻo ka resonator o ka DBR e hana pinepine ʻia me ka ʻano grating reflection a me ka ʻāpana loaʻa i hoʻohui ʻia i loko o ka ʻili hope. Eia kekahi, hoʻohana nā lasers DFB i nā gratings i hoʻokomo ʻia me ka ʻokoʻa refractive index haʻahaʻa a me ka reflectivity haʻahaʻa. Hoʻohana nā lasers DBR i nā gratings ʻili me ka ʻokoʻa refractive index kiʻekiʻe a me ka reflectivity kiʻekiʻe. Loaʻa i nā ʻano ʻelua kahi laulā spectral manuahi nui a hiki ke hana i ka hoʻonohonoho ʻana i ka wavelength me ka ʻole o ka lele ʻano ma ka laulā o kekahi mau nanometers, kahi i loaʻa ai i ka laser DBR kahi laulā tuning ākea ma mua o kaKukuna DFBEia kekahi, ʻo ka ʻenehana manaʻo optical lua waho, kahi e hoʻohana ai i nā mea optical o waho e hoʻihoʻi i ka mālamalama e puka ana mai ka chip laser semiconductor a koho i ke alapine (frequency), hiki ke hoʻokō i ka hana linewidth haiki o ka laser semiconductor.
(2) Nā lasers fiber
Loaʻa i nā lasers fiber ka pono hoʻololi pamu kiʻekiʻe, ka maikaʻi o ke kukuna a me ka pono hoʻopili kiʻekiʻe, ʻo ia nā kumuhana noiʻi wela ma ke kahua laser. I loko o ke au ʻike, loaʻa i nā lasers fiber ka hoʻohālikelike maikaʻi me nā ʻōnaehana kamaʻilio fiber optical o kēia manawa ma ka mākeke. ʻO ka laser fiber alapine hoʻokahi me nā pono o ka laulā laina haiki, ka walaʻau haʻahaʻa a me ke kūlike maikaʻi ua lilo i hoʻokahi o nā kuhikuhi koʻikoʻi o kona hoʻomohala ʻana.
ʻO ke ʻano hana longitudinal hoʻokahi ke kumu o ka laser fiber e hoʻokō ai i ka hoʻopuka laulā laina haiki, ma ke ʻano maʻamau e like me ke ʻano o ka resonator, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia ka laser fiber alapine hoʻokahi i ke ʻano DFB, ʻano DBR a me ke ʻano apo. I waena o lākou, ʻo ke kumu hana o nā lasers fiber alapine hoʻokahi DFB a me DBR ua like ia me nā lasers semiconductor DFB a me DBR.
E like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke Kiʻi 1, ʻo ka laser fiber DFB ke kākau i ka grating Bragg i hoʻolaha ʻia i loko o ka fiber. No ka mea ua hoʻopilikia ʻia ka nalu hana o ka oscillator e ka wā fiber, hiki ke koho ʻia ke ʻano longitudinal ma o ka manaʻo hoʻolaha o ka grating. Hoʻokumu pinepine ʻia ka resonator laser o ka laser DBR e kahi pālua o nā gratings Bragg fiber, a ʻo ke ʻano longitudinal hoʻokahi i koho nui ʻia e ka hui haiki a me nā gratings Bragg fiber reflectivity haʻahaʻa. Eia naʻe, ma muli o kona resonator lōʻihi, ka hoʻonohonoho paʻakikī a me ka nele o ka mīkini hoʻokaʻawale alapine kūpono, ua maʻalahi ka lua apo i ka lele ʻana o ke ʻano, a he paʻakikī ke hana paʻa i ke ʻano longitudinal mau no ka manawa lōʻihi.
Kiʻi 1, ʻElua mau ʻano linear maʻamau o ka alapine hoʻokahinā lasers fiber
Ka manawa hoʻouna: Nov-27-2023