Tendencia de desarrollo del láser de ancho de línea estrecho

La tendencia de desarrollo deláser de ancho de línea estrecho
La evolución del modo de retroalimentación láser en láseres de ancho de línea estrecho es la evolución de la estructura de la cavidad resonante láser. A continuación, presentaremos diversas configuraciones de tecnologías láser de ancho de línea estrecho en el orden de evolución de los resonadores láser.

1. Configuración de cavidad principal única. Este tipo de láser se puede dividir en cavidad lineal (configuración clásica, estructura simple y eficiente) y cavidad anular (superando la quema de agujeros espaciales y utilizando un campo de onda viajera). El resonador de anillo no planar (NPRO) se menciona específicamente en el resonador de anillo, que es un campo de onda viajera especial y altamente estable.láserDesde la perspectiva de la longitud de la cavidad, se puede dividir en cavidades cortas (fáciles de implementar SLM de modo longitudinal único, pero con un ancho de línea intrínseco amplio y un ruido alto) y cavidades largas (inherentementeancho de línea estrecho, pero implementar el funcionamiento de SLM supone una dificultad técnica).

2. Configuración de retroalimentación de cavidad externa única. Esta configuración se propone para resolver los problemas de tiempo de interacción fotónica corto y la difícil eliminación de la emisión espontánea en una sola cavidad principal, filtrando y realimentando los fotones a través de una cavidad externa para comprimir el ancho de línea. Las primeras estructuras clásicas incluían cavidades externas tipo Littrow y Littman Metcalf que utilizaban rejillas. La dificultad técnica de esta configuración radica en el acoplamiento de fase entre la cavidad principal y la cavidad externa.
3. Dos configuraciones de cavidad principal integradas basadas en rejillas de Bragg:

láser DFBConfiguración: Al combinar la estructura de Bragg con la región activa e introducir una región de desplazamiento de fase, se logra una mayor integración, estabilidad y practicidad, y se mejora la deriva de la longitud de onda del DBR. La dificultad técnica radica en el procesamiento de la rejilla (como los métodos de DFB epitaxial secundario RGF-DFB y grabado superficial SG-DFB de semiconductores).
Configuración del láser DBR: reemplaza los espejos tradicionales con estructuras Bragg pasivas periódicas, que poseen características de filtrado y son fáciles de implementar en SLM con cavidades cortas. Según el medio de ganancia, se puede dividir en DBR semiconductor (con buena compatibilidad de proceso) y DBR de fibra (que depende de la tecnología de procesamiento y dopaje de la fibra).

Para comprimir aún más el ancho de línea de la cavidad principal de cavidad corta (como DFB/DBR), se utilizará una estructura de cavidad externa compuesta. La forma de la cavidad externa ha evolucionado con el desarrollo de la tecnología:
Cavidad externa espacial: primeras formas principales, incluyendo rejilla (Littrow/Littman) y varios filtros ópticos (como el estándar FP).
Cavidad externa de fibra óptica: al utilizar todos los dispositivos de fibra óptica (como circuitos de fibra óptica, rejillas de Bragg de fibra, cavidades Fabry-Pérot de fibra óptica, etc.), la integración y la capacidad antiinterferencias son mayores.
Cavidad de guía de onda externa: Procesamiento micro y nano basado en materiales semiconductores como Si y Si3N4, lo que hace que el sistema sea más compacto y estable.

Finalmente, este artículo presenta la configuración de láseres oscilantes optoelectrónicos, que constituye una forma especial de retroalimentación, como la tecnología de estabilización de frecuencia PDH. Mediante el uso de retroalimentación negativa eléctrica para fijar la frecuencia del láser a una fuente de referencia altamente estable, se puede lograr una estabilidad de frecuencia extremadamente alta. Sin embargo, el sistema es complejo, costoso y la flexibilidad de longitud de onda es limitada.