Principio de sintonización del láser de semiconductores sintonizables (láser sintonizable)

Principio de ajuste deLáser de semiconductores sintonizables(Láser sintonizable)

El láser de semiconductores sintonizables es un tipo de láser que puede cambiar continuamente la longitud de onda de la salida del láser en un cierto rango. El láser de semiconductores sintonizables adopta un ajuste térmico, ajuste eléctrico y ajuste mecánico para ajustar la longitud de la cavidad, el espectro de reflexión de rejilla, la fase y otras variables para lograr la sintonización de longitud de onda. Este tipo de láser tiene una amplia gama de aplicaciones en comunicación óptica, espectroscopía, detección, medicina y otros campos. La Figura 1 muestra la composición básica de unláser sintonizable, incluida la unidad de ganancia de luz, la cavidad FP compuesta por los espejos delanteros y traseros, y la unidad de filtro de selección de modo óptico. Finalmente, ajustando la longitud de la cavidad de reflexión, el filtro de modo óptico puede alcanzar la salida de selección de longitud de onda.

Fig.1

Método de sintonización y su derivación

El principio de sintonización de sintonizablesláseres de semiconductoresprincipalmente depende de cambiar 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, índice de refracción, longitud de la cavidad y selección de modo. Los siguientes detalles varios métodos de sintonización comunes y sus principios:

1. Ajuste de inyección de portador

El ajuste de la inyección del portador es cambiar el índice de refracción del material cambiando la corriente inyectada en la región activa del láser semiconductor, para lograr un ajuste de longitud de onda. Cuando la corriente aumenta, la concentración del portador en la región activa aumenta, lo que resulta en un cambio en el índice de refracción, lo que a su vez afecta la longitud de onda del láser.

2. Ajuste térmico El ajuste térmico es cambiar el índice de refracción y la longitud de la cavidad del material cambiando la temperatura de funcionamiento del láser, para lograr la sintonización de longitud de onda. Los cambios en la temperatura afectan el índice de refracción y el tamaño físico del material.

3. Ajuste mecánico El ajuste mecánico es lograr un ajuste de longitud de onda cambiando la posición o ángulo de los elementos ópticos externos del láser. Los métodos de sintonización mecánica comunes incluyen cambiar el ángulo de la rejilla de difracción y mover la posición del espejo.

4 Ajuste electroóptico se logra la sintonización electroóptica se logra aplicando un campo eléctrico a un material semiconductor para cambiar el índice de refracción del material, logrando así la sintonización de longitud de onda. Este método se usa comúnmente enmoduladores electroópticos (Eom) y láseres sintonizados electroópticamente.

En resumen, el principio de sintonización del láser de semiconductores sintonizables realiza principalmente la sintonización de la longitud de onda cambiando los parámetros físicos del resonador. Estos parámetros incluyen índice de refracción, longitud de la cavidad y selección de modo. Los métodos de sintonización específicos incluyen ajuste de inyección de portadores, ajuste térmico, ajuste mecánico y ajuste electroóptico. Cada método tiene su propio mecanismo físico específico y derivación matemática, y la selección del método de sintonización apropiado debe considerarse de acuerdo con los requisitos de aplicación específicos, como el rango de ajuste, la velocidad de sintonización, la resolución y la estabilidad.