Desarrollo y estado del mercado del láser sintonizable Segunda parte

Desarrollo y estado del mercado del láser sintonizable (segunda parte)

Principio de funcionamiento deláser sintonizable

Existen aproximadamente tres principios para lograr la sintonización de la longitud de onda del láser. Mayoríaláseres sintonizablesUtilice sustancias de trabajo con líneas fluorescentes anchas. Los resonadores que componen el láser tienen pérdidas muy bajas sólo en un rango de longitud de onda muy estrecho. Por lo tanto, la primera es cambiar la longitud de onda del láser cambiando la longitud de onda correspondiente a la región de baja pérdida del resonador mediante algunos elementos (como una rejilla). El segundo es cambiar el nivel de energía de la transición láser cambiando algunos parámetros externos (como el campo magnético, la temperatura, etc.). El tercero es el uso de efectos no lineales para lograr la transformación y sintonización de la longitud de onda (ver óptica no lineal, dispersión Raman estimulada, duplicación de frecuencia óptica, oscilación paramétrica óptica). Los láseres típicos que pertenecen al primer modo de sintonización son láseres de colorantes, láseres de crisoberilo, láseres de centro de color, láseres de gas de alta presión sintonizables y láseres de excímeros sintonizables.

El láser sintonizable desde la perspectiva de la tecnología de realización se divide principalmente en: tecnología de control actual, tecnología de control de temperatura y tecnología de control mecánico.
Entre ellos, la tecnología de control electrónico consiste en lograr la sintonización de la longitud de onda cambiando la corriente de inyección, con velocidad de sintonización de nivel NS, amplio ancho de banda de sintonización, pero pequeña potencia de salida, basada en la tecnología de control electrónico principalmente SG-DBR (rejilla de muestreo DBR) y Láser GCSR (reflexión de muestreo hacia atrás de acoplamiento direccional de rejilla auxiliar). La tecnología de control de temperatura cambia la longitud de onda de salida del láser cambiando el índice de refracción de la región activa del láser. La tecnología es simple, pero lenta, y se puede ajustar con un ancho de banda estrecho de sólo unos pocos nm. Los principales basados ​​en la tecnología de control de temperatura sonLáser DFB(retroalimentación distribuida) y láser DBR (reflexión de Bragg distribuida). El control mecánico se basa principalmente en la tecnología MEMS (sistema microelectromecánico) para completar la selección de longitud de onda, con gran ancho de banda ajustable y alta potencia de salida. Las principales estructuras basadas en tecnología de control mecánico son DFB (retroalimentación distribuida), ECL (láser de cavidad externa) y VCSEL (láser emisor de superficie de cavidad vertical). A continuación se explica a partir de estos aspectos del principio de los láseres sintonizables.

Aplicación de comunicación óptica.

El láser sintonizable es un dispositivo optoelectrónico clave en una nueva generación de sistemas de multiplexación por división de longitud de onda densa e intercambio de fotones en una red totalmente óptica. Su aplicación aumenta en gran medida la capacidad, flexibilidad y escalabilidad del sistema de transmisión de fibra óptica y ha logrado una sintonización continua o casi continua en un amplio rango de longitudes de onda.
Empresas e instituciones de investigación de todo el mundo promueven activamente la investigación y el desarrollo de láseres sintonizables y constantemente se logran nuevos avances en este campo. El rendimiento de los láseres sintonizables mejora constantemente y el coste se reduce constantemente. En la actualidad, los láseres sintonizables se dividen principalmente en dos categorías: láseres semiconductores sintonizables y láseres de fibra sintonizables.
Láser semiconductorEs una fuente de luz importante en el sistema de comunicación óptica, que tiene las características de tamaño pequeño, peso ligero, alta eficiencia de conversión, ahorro de energía, etc., y es fácil de lograr la integración optoelectrónica de un solo chip con otros dispositivos. Se puede dividir en láser de retroalimentación distribuida sintonizable, láser de espejo de Bragg distribuido, láser emisor de superficie de cavidad vertical de sistema de micromotor y láser semiconductor de cavidad externa.
El desarrollo del láser de fibra sintonizable como medio de ganancia y el desarrollo del diodo láser semiconductor como fuente de bombeo han promovido en gran medida el desarrollo de los láseres de fibra. El láser sintonizable se basa en el ancho de banda de ganancia de 80 nm de la fibra dopada y el elemento de filtro se agrega al bucle para controlar la longitud de onda del láser y realizar la sintonización de la longitud de onda.
El desarrollo del láser semiconductor sintonizable es muy activo en el mundo y el progreso también es muy rápido. A medida que los láseres sintonizables se acerquen gradualmente a los láseres de longitud de onda fija en términos de costo y rendimiento, inevitablemente se utilizarán cada vez más en sistemas de comunicación y desempeñarán un papel importante en las futuras redes totalmente ópticas.

Perspectiva de desarrollo
Hay muchos tipos de láseres sintonizables, que generalmente se desarrollan mediante la introducción de mecanismos de sintonización de longitud de onda basados ​​en varios láseres de longitud de onda única, y algunos productos se han suministrado al mercado internacional. Además del desarrollo de láseres ópticos sintonizables continuos, también se han informado láseres sintonizables con otras funciones integradas, como el láser sintonizable integrado con un solo chip de VCSEL y un modulador de absorción eléctrica, y el láser integrado con un reflector de Bragg de rejilla de muestra. y un amplificador óptico semiconductor y un modulador de absorción eléctrica.
Debido a que el láser sintonizable de longitud de onda se usa ampliamente, el láser sintonizable de varias estructuras se puede aplicar a diferentes sistemas, y cada uno tiene ventajas y desventajas. El láser semiconductor de cavidad externa se puede utilizar como fuente de luz sintonizable de banda ancha en instrumentos de prueba de precisión debido a su alta potencia de salida y longitud de onda sintonizable continua. Desde la perspectiva de la integración de fotones y el cumplimiento de la futura red totalmente óptica, la rejilla de muestra DBR, la rejilla superestructurada DBR y los láseres sintonizables integrados con moduladores y amplificadores pueden ser fuentes de luz sintonizables prometedoras para Z.
El láser sintonizable de rejilla de fibra con cavidad externa también es un tipo prometedor de fuente de luz, que tiene una estructura simple, un ancho de línea estrecho y un fácil acoplamiento de fibra. Si el modulador EA se puede integrar en la cavidad, también se puede utilizar como fuente de solitones ópticos sintonizables de alta velocidad. Además, los láseres de fibra sintonizables basados ​​en láseres de fibra han experimentado avances considerables en los últimos años. Se puede esperar que el rendimiento de los láseres sintonizables en fuentes de luz de comunicación óptica mejore aún más y que la participación de mercado aumente gradualmente, con perspectivas de aplicación muy brillantes.