Principio de sintonización del láser semiconductor sintonizable (láser sintonizable)

Principio de sintonización deLáser semiconductor sintonizable(Láser sintonizable)

Un láser semiconductor sintonizable es un tipo de láser que puede cambiar continuamente la longitud de onda de su emisión dentro de un rango determinado. Este tipo de láser emplea sintonización térmica, eléctrica y mecánica para ajustar la longitud de la cavidad, el espectro de reflexión de la rejilla, la fase y otras variables, logrando así la sintonización de la longitud de onda. Tiene una amplia gama de aplicaciones en comunicaciones ópticas, espectroscopia, sensores, medicina y otros campos. La figura 1 muestra la composición básica de un láser semiconductor sintonizable.láser sintonizableEsto incluye la unidad de ganancia de luz, la cavidad Fabry-Pérot compuesta por los espejos frontal y posterior, y la unidad de filtro de selección de modo óptico. Finalmente, ajustando la longitud de la cavidad de reflexión, el filtro de modo óptico permite obtener la salida de selección de longitud de onda.

FIG. 1

Método de sintonización y su derivación

El principio de sintonización de los sintonizablesláseres semiconductoresDepende principalmente de modificar los parámetros físicos del resonador láser para lograr cambios continuos o discretos en la longitud de onda del láser de salida. Estos parámetros incluyen, entre otros, el índice de refracción, la longitud de la cavidad y la selección del modo. A continuación, se detallan varios métodos de sintonización comunes y sus principios:

1. Ajuste de la inyección del portador

La modulación por inyección de portadores consiste en modificar el índice de refracción del material variando la corriente inyectada en la región activa del láser semiconductor, logrando así la modulación de la longitud de onda. Al aumentar la corriente, se incrementa la concentración de portadores en la región activa, lo que provoca un cambio en el índice de refracción y, por consiguiente, afecta la longitud de onda del láser.

2. Ajuste térmico. El ajuste térmico consiste en modificar el índice de refracción y la longitud de la cavidad del material variando la temperatura de funcionamiento del láser, logrando así el ajuste de la longitud de onda. Las variaciones de temperatura afectan el índice de refracción y las dimensiones físicas del material.

3. Sintonización mecánica. La sintonización mecánica consiste en ajustar la longitud de onda modificando la posición o el ángulo de los elementos ópticos externos del láser. Algunos métodos comunes de sintonización mecánica incluyen cambiar el ángulo de la rejilla de difracción y desplazar la posición del espejo.

4. Sintonización electroóptica. La sintonización electroóptica se logra aplicando un campo eléctrico a un material semiconductor para cambiar su índice de refracción, consiguiendo así la sintonización de la longitud de onda. Este método se utiliza comúnmente enmoduladores electroópticos (Fin del mes) y láseres sintonizados electroópticamente.

En resumen, el principio de sintonización de un láser semiconductor sintonizable se basa principalmente en la modificación de la longitud de onda mediante la variación de los parámetros físicos del resonador. Estos parámetros incluyen el índice de refracción, la longitud de la cavidad y la selección del modo. Entre los métodos de sintonización específicos se encuentran la sintonización por inyección de portadores, la sintonización térmica, la sintonización mecánica y la sintonización electroóptica. Cada método posee su propio mecanismo físico y su formulación matemática, y la selección del método adecuado debe considerarse en función de los requisitos específicos de la aplicación, como el rango de sintonización, la velocidad de sintonización, la resolución y la estabilidad.