Tecnología de láser de láser de línea estrecha Parte dos
En 1960, el primer láser de rubí del mundo fue un láser de estado sólido, caracterizado por una energía de alta salida y una cobertura de longitud de onda más amplia. La estructura espacial única del láser de estado sólido lo hace más flexible en el diseño de una salida de ancho de línea estrecha. En la actualidad, los métodos principales implementados incluyen un método de cavidad corta, método de cavidad de anillo unidireccional, método estándar de intracavidad, método de cavidad de modo péndulo de torsión, método de rejilla de volumen Bragg y método de inyección de semillas.
La Figura 7 muestra la estructura de varios láseres de estado sólido de modo sólido típico de modo único.
La Figura 7 (a) muestra el principio de funcionamiento de la selección de modo longitudinal único basada en el estándar de FP en la cavidad, es decir, el espectro de transmisión de ancho de línea estrecho del estándar se utiliza para aumentar la pérdida de otros modos longitudinales longitudinales, de modo que otros modos longitudinales se filtran en el proceso de competencia de modo debido a su pequeña transmisión, para lograr la operación de modo longitudinal. Además, se puede obtener un cierto rango de salida de ajuste de longitud de onda controlando el ángulo y la temperatura del estándar FP y cambiando el intervalo de modo longitudinal. HIGO. 7 (b) y (c) muestran el oscilador de anillo no planar (NPRO) y el método de cavidad del modo péndulo torsional utilizado para obtener una salida de modo longitudinal único. El principio de trabajo es hacer que el haz se propague en una sola dirección en el resonador, elimine efectivamente la distribución espacial desigual del número de partículas inversas en la cavidad de onda estacionaria ordinaria y, por lo tanto, evite la influencia del efecto de quema del agujero espacial para lograr una salida de modo longitudinal único. El principio de la selección del modo de rejilla de Bragg (VBG) a granel es similar al de los láseres de ancho de línea de semiconductores y fibra estrecha mencionadas anteriormente, es decir, mediante el uso de VBG como un elemento de filtro, basado en su buena selectividad espectral y selectividad de ángulo, el oscilador oscila en una longitud de onda o banda específica para lograr el papel de la selección del modo longitudinal, como se muestra en la figura 7 (D).
Al mismo tiempo, varios métodos de selección de modo longitudinal se pueden combinar de acuerdo con las necesidades para mejorar la precisión de la selección del modo longitudinal, reducir aún más el ancho de línea o aumentar la intensidad de la competencia del modo al introducir la transformación de frecuencia no lineal y otros medios, y expandir la longitud de onda de salida del láser mientras opera en una línea de línea estrecha, lo que es difícil hacer para hacer para hacer para hacer para hacer para hacer para hacer para hacer para hacer para hacer para hacer para hacer para hacer para hacer una longitud de onda de onda de salida, lo que es difícil hacer para hacer para hacer para hacer para hacer para hacer para hacer para hacer para hacer una longitud de onda de línea estrecha.láser semiconductoryláser de fibra.
(4) Láser de Brillouin
El láser de Brillouin se basa en el efecto estimulado de dispersión de Brillouin (SBS) para obtener una tecnología de salida de ancho de línea de bajo ruido y un ancho de ancho, su principio es a través del fotón y la interacción del campo acústico interno para producir un cierto cambio de frecuencia de los fotones de Stokes y continuamente se amplifica dentro del ancho de banda de ganancia.
La Figura 8 muestra el diagrama de nivel de la conversión de SBS y la estructura básica del láser Brillouin.
Debido a la baja frecuencia de vibración del campo acústico, el cambio de frecuencia de brillouina del material generalmente es solo 0.1-2 cm-1, por lo que con láser de 1064 nm como luz de la bomba, la longitud de onda de Stokes generada es a menudo solo alrededor de 1064.01 nm, pero esto también significa que su eficiencia de conversión cuántica es extremadamente alta (hasta 99.99% en la teoría). Además, debido a que el ancho de línea de ganancia de Brillouin del medio suele ser solo del orden de MHZ-GHZ (el ancho de línea de ganancia de Brillouin de algunos medios sólidos es solo de 10 MHz), es mucho menos que el ancho de línea de ganancia de la sustancia de trabajo láser de la orden de 100 GHz, por lo que el cajón de los Stokes se entusiasma en el múltiple láser de múltiples especies de múltiples. Su ancho de línea de salida es varios órdenes de magnitud más estrecho que el ancho de la línea de la bomba. En la actualidad, Brillouin Laser se ha convertido en un punto de acceso de investigación en Fotonics Field, y ha habido muchos informes sobre el orden Hz y Sub-Hz de salida de ancho de línea extremadamente estrecha.
En los últimos años, los dispositivos Brillouin con estructura de guía de onda han surgido en el campo defotónica de microondas, y se están desarrollando rápidamente en la dirección de miniaturización, alta integración y mayor resolución. Además, el láser de Brillouin que funciona con el espacio basado en nuevos materiales de cristal como Diamond también ha ingresado a la visión de las personas en los últimos dos años, su innovador avance en el poder de la estructura de la guía de ondas y el cuello de botella Cascade SBS, la potencia del láser de Brillouin a 10 W de magnitud, siente la base para expandir su aplicación.
Unión general
Con la exploración continua del conocimiento de vanguardia, los láseres de ancho de línea estrecho se han convertido en una herramienta indispensable en la investigación científica con su excelente rendimiento, como el LIGO del interferómetro láser para la detección de ondas gravitacionales, que utiliza un ancho de línea estrecho de frecuencia única.lásercon una longitud de onda de 1064 nm como fuente de semillas, y el ancho de línea de la luz de la semilla está dentro de 5 kHz. Además, los láseres de ancho estrecho con longitud de onda sintonizable y sin salto de modo también muestran un gran potencial de aplicación, especialmente en comunicaciones coherentes, que pueden satisfacer perfectamente las necesidades de la multiplexación de división de longitud de onda (WDM) o la multiplexación por división de frecuencia (FDM) para la sintonización de longitud de onda (o frecuencia), y se espera que se convierta en el dispositivo central de la próxima generación de la tecnología de comunicación móvil.
En el futuro, la innovación de los materiales láser y la tecnología de procesamiento promoverá aún más la compresión del ancho de línea láser, la mejora de la estabilidad de la frecuencia, la expansión del rango de longitud de onda y la mejora del poder, allanando el camino para la exploración humana del mundo desconocido.
Tiempo de publicación: Nov-29-2023