Principio de sintonización del láser semiconductor sintonizable (láser sintonizable)

Principio de sintonización deLáser semiconductor sintonizable(Láser sintonizable)

El láser semiconductor sintonizable es un tipo de láser que puede cambiar continuamente la longitud de onda de la salida del láser en un rango determinado. El láser semiconductor sintonizable adopta sintonización térmica, sintonización eléctrica y sintonización mecánica para ajustar la longitud de la cavidad, el espectro de reflexión de la rejilla, la fase y otras variables para lograr la sintonización de la longitud de onda. Este tipo de láser tiene una amplia gama de aplicaciones en comunicaciones ópticas, espectroscopia, 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 delantero y trasero y la unidad de filtro de selección de modo óptico. Finalmente, al ajustar 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 sintonizable.láseres semiconductoresDepende principalmente 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. A continuación se detallan varios métodos de ajuste comunes y sus principios:

1. Ajuste de la inyección del portador

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

2. Sintonización térmica La sintonización térmica consiste en 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 la longitud de onda. Los cambios de temperatura afectan el índice de refracción y el tamaño físico del material.

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

4 Sintonización electroóptica 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 la longitud de onda. Este método se utiliza comúnmente enmoduladores electroópticos (MOE) y láseres sintonizados electroópticamente.

En resumen, el principio de sintonización del láser semiconductor sintonizable realiza principalmente la sintonización de la longitud de onda cambiando los parámetros físicos del resonador. Estos parámetros incluyen el índice de refracción, la longitud de la cavidad y la selección del modo. Los métodos de ajuste específicos incluyen ajuste por inyección de portador, 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 específicos de la aplicación, como el rango de sintonización, la velocidad de sintonización, la resolución y la estabilidad.