Desarrollo y estado de mercado del láser sintonizable (parte dos)
Principio de funcionamiento deláser sintonizable
Hay aproximadamente tres principios para lograr un ajuste de longitud de onda láser. Mayoríaláser sintonizablesUse sustancias de trabajo con líneas fluorescentes amplias. Los resonadores que componen el láser tienen pérdidas muy bajas solo en un rango de longitud de onda muy estrecho. Por lo tanto, el primero es cambiar la longitud de onda del láser cambiando la longitud de onda correspondiente a la región de baja pérdida del resonador por algunos elementos (como una rejilla). El segundo es cambiar el nivel de energía de la transición del láser cambiando algunos parámetros externos (como campo magnético, temperatura, etc.). El tercero es el uso de efectos no lineales para lograr la transformación y ajuste de la longitud de onda (ver óptica no lineal, dispersión de Raman estimulada, duplicación de frecuencia óptica, oscilación paramétrica óptica). Los láseres típicos que pertenecen al primer modo de sintonización son láseres de tinte, láseres de crisoberyl, láseres de centro de color, láseres de gas de alta presión sintonizables y láseres 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 es lograr un ajuste de longitud de onda cambiando la corriente de inyección, con velocidad de ajuste de nivel NS, ancho de banda de ajuste ancho, pero una pequeña potencia de salida, basada en la tecnología de control electrónica de control principalmente SG-DBR (DBR de rejilla de muestreo) y láser GCSR (láser auxiliar de acoplamiento direccional auxiliar de muestreo hacia atrás). 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 solo unos pocos nm. Los principales basados en la tecnología de control de temperatura sonLáser DFB(retroalimentación distribuida) y láser DBR (reflexión distribuida de Bragg). El control mecánico se basa principalmente en la tecnología MEMS (microelectromecánico sistema) para completar la selección de la longitud de onda, con gran ancho de banda ajustable, alta potencia de salida. Las estructuras principales basadas en la tecnología de control mecánico son DFB (retroalimentación distribuida), ECL (láser de cavidad externa) y VCSEL (láser emisor de superficie de la cavidad vertical). Lo siguiente 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 denso sistema de multiplexación de división de longitud de onda e intercambio de fotones en la red óptica. Su aplicación aumenta en gran medida la capacidad, la flexibilidad y la escalabilidad del sistema de transmisión de fibra óptica, y ha realizado un ajuste continuo o cuasi-continuo en un amplio rango de longitud de onda.
Las empresas e instituciones de investigación de todo el mundo están promoviendo activamente la investigación y el desarrollo de láseres sintonizables, y se realiza constantemente un nuevo progreso en este campo. El rendimiento de los láseres sintonizables mejora constantemente y el costo se reduce constantemente. En la actualidad, los láseres sintonizables se dividen principalmente en dos categorías: láseres sintonizables de semiconductores y láseres de fibra sintonizables.
Láser semiconductores una fuente de luz importante en el sistema de comunicación óptica, que tiene las características del tamaño pequeño, el peso ligero, la alta eficiencia de conversión, el 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 Bragg distribuido, láser de superficie de cavidad vertical de la cavidad micromotora y láser semiconductor de cavidad externa.
El desarrollo del láser de fibra sintonizable como medio de ganancia y el desarrollo del diodo láser de semiconductores como fuente de bomba ha promovido en gran medida el desarrollo de 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 de semiconductores sintonizables es muy activo en el mundo, y el progreso también es muy rápido. A medida que los láseres sintonizables se acercan 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 futuras redes ópticas.
Perspectiva de desarrollo
Existen muchos tipos de láseres sintonizables, que generalmente se desarrollan al introducir aún más los mecanismos de ajuste de longitud de onda sobre la base de varios láseres de longitud de onda única, y se han suministrado algunos productos al mercado internacionalmente. Además del desarrollo de láseres ópticos continuos sintonizables, 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 rejilla de rejilla de muestra y un amplificador óptico óptico SEMiconductor de muestra 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 de semiconductores de cavidad externa se puede usar como una 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 para Z.
El láser sintonizable de fibra con cavidad externa también es un tipo prometedor de fuente de luz, que tiene una estructura simple, ancho de línea estrecha y un acoplamiento de fibra fácil. Si el modulador EA se puede integrar en la cavidad, también se puede usar como una fuente de solitón óptico sintonizable de alta velocidad. Además, los láseres de fibra sintonizables basados en láseres de fibra han progresado considerable en los últimos años. Se puede esperar que el rendimiento de los láseres sintonizables en las fuentes de luz de comunicación óptica mejore aún más, y la cuota de mercado aumentará gradualmente, con perspectivas de aplicaciones muy brillantes.
Tiempo de publicación: octubre-31-2023