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 salida dentro de un rango determinado. Este láser utiliza sintonización térmica, eléctrica y 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, espectroscopía, sensores, medicina y otros campos. La Figura 1 muestra la composición básica de un láser semiconductor sintonizable.láser sintonizableIncluye 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.

Figura 1

Método de ajuste y su derivación

El principio de sintonización de los sintonizablesláseres semiconductoresDepende principalmente de la modificación de 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 ajuste comunes y sus principios:

1. Ajuste de la inyección de portadora

El ajuste por inyección de portadores consiste en modificar el índice de refracción del material modificando la corriente inyectada en la región activa del láser semiconductor, para lograr el ajuste de la longitud de onda. Al aumentar la corriente, aumenta la concentración de portadores en la región activa, lo que modifica el índice de refracción y, a su vez, 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 modificando la temperatura de operación del láser para lograr el ajuste de la longitud de onda. Los cambios de temperatura afectan el índice de refracción y el tamaño físico del material.

3. Ajuste mecánico. El ajuste mecánico consiste en ajustar la longitud de onda modificando la posición o el ángulo de los elementos ópticos externos del láser. Los métodos habituales de ajuste mecánico incluyen modificar 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 modificar su índice de refracción, logrando así la sintonización de la longitud de onda. Este método se utiliza comúnmente en...moduladores electroópticos (Misión de Observación) y láseres sintonizados electroópticamente.

En resumen, el principio de sintonización del láser semiconductor sintonizable se basa principalmente en la sintonización de la longitud de onda modificando 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 sintonización específicos incluyen la sintonización por inyección de portadora, la sintonización térmica, la sintonización mecánica y la sintonización electroóptica. Cada método tiene su propio mecanismo físico y derivación matemática, y la selección del método de sintonización adecuado debe considerarse según los requisitos específicos de la aplicación, como el rango de sintonización, la velocidad de sintonización, la resolución y la estabilidad.