Viivettävän laserin kehitys ja markkina -asema toinen osa

Viritettävän laserin kehitys ja markkina -asema (toinen osa)

Työperiaate jstkviritettävä laser

Laser -aallonpituuden virittämisen saavuttamiseksi on suunnilleen kolme periaatetta. Enitenviritettävät laseritKäytä toimivia aineita, joilla on leveät loisteputket. Laserista muodostavilla resonaattoreilla on erittäin alhaiset häviöt vain erittäin kapealla aallonpituusalueella. Siksi ensimmäinen on muuttaa laserin aallonpituutta muuttamalla aallonpituutta, joka vastaa resonaattorin alhaisen häviöaluetta joillakin elementeillä (kuten ritilä). Toinen on siirtää lasersiirtymän energiatasoa muuttamalla joitain ulkoisia parametreja (kuten magneettikenttä, lämpötila jne.). Kolmas on epälineaaristen vaikutusten käyttö aallonpituuden muuntamisen ja virityksen saavuttamiseksi (katso epälineaarinen optiikka, stimuloitu Raman -sironta, optisen taajuuden kaksinkertaistuminen, optinen parametrinen värähtely). Tyypilliset ensimmäiseen viritystilaan kuuluvat laserit ovat väriainelaserit, krysoberyylilaserit, värikeskuksen laserit, viritettävät korkeapainekaasilaserit ja viritettävät Eximer-laserit.

Viiva Laser toteutustekniikan näkökulmasta on pääasiassa jaettu: nykyiseen ohjaustekniikkaan, lämpötilanhallintatekniikkaan ja mekaaniseen ohjaustekniikkaan.
Niiden joukossa elektroninen ohjaustekniikka on saavuttaa aallonpituuden viritys muuttamalla injektiovirtaa NS-tason viritysnopeudella, laajalla virityskaistanleveydellä, mutta pienellä lähtöteholla, joka perustuu elektroniseen ohjaustekniikkaan, pääasiassa SG-DBR: iin (näytteenotto Gration DBR) ja GCSR-laseriin (apuvälillä olevalla suuntaviivalla taaksepäin-esimiehen heijastuksella). Lämpötilanhallintatekniikka muuttaa laserin lähtöaallonpituutta muuttamalla laser -aktiivisen alueen taitekerrointa. Teknologia on yksinkertainen, mutta hidas, ja sitä voidaan säätää kapealla kaistaleveydellä vain muutamalla nm: llä. Tärkeimmät lämpötilanhallintatekniikkaan perustuvat ovatDFB -laser(Hajautettu palaute) ja DBR -laser (hajautettu Bragg -heijastus). Mekaaninen ohjaus perustuu pääasiassa MEMS-tekniikkaan (mikroelektromekaaninen järjestelmä) -tekniikkaan aallonpituuden valinnan loppuun saattamiseksi, suurella säädettävällä kaistanleveydellä, korkean lähtöteholla. Mekaaniseen ohjaustekniikkaan perustuvat tärkeimmät rakenteet ovat DFB (hajautettu palaute), ECL (ulkoinen onkalon laser) ja VCSEL (pystysuuntainen onkalon säteilevä laser). Seuraava selitetään näistä viritettävien laserien periaatteen näkökohdista.

Optinen viestintäsovellus

Viritettävä laser on keskeinen optoelektroninen laite uudessa tiheässä aallonpituusosasto-multipleksointijärjestelmässä ja fotoninvaihdossa kaikessa optisessa verkossa. Sen sovellus lisää huomattavasti optisen kuitujen siirtojärjestelmän kapasiteettia, joustavuutta ja skaalautuvuutta, ja se on toteuttanut jatkuvan tai lähes ja pysyvän virityksen laajalla aallonpituusalueella.
Yritykset ja tutkimuslaitokset ympäri maailmaa edistävät aktiivisesti viritettävien laserien tutkimusta ja kehittämistä, ja tällä alalla tapahtuu jatkuvasti uutta edistystä. Viritettävien laserien suorituskyky paranee jatkuvasti ja kustannukset vähenevät jatkuvasti. Tällä hetkellä viritettävät laserit on jaettu pääasiassa kahteen luokkaan: puolijohdeviitettävät laserit ja viritettävät kuitulaserit.
Puolijohdelaseron tärkeä valonlähde optisessa viestintäjärjestelmässä, jolla on pienen koon, kevyen, korkean muunnoksen tehokkuuden, virransäästön jne. Ominaisuudet, ja se on helppo saavuttaa yhden sirun optoelektroninen integraatio muiden laitteiden kanssa. Se voidaan jakaa viritettävään hajautettuun palautulaseriin, hajautettuun Bragg -peililaseriin, mikromotoriseen pystysuoraan onkalon pinnan säteilevään laseriin ja ulkoiseen ontelon puolijohdelaseriin.
Viritettävän kuitulaserin kehitys voittoväliaineena ja puolijohdelaseridiodin kehitys pumpun lähteenä ovat edistäneet huomattavasti kuitulaserien kehitystä. Viritettävä laser perustuu seostetun kuidun 80 nm: n vahvistuskaistanleveyteen, ja suodatinelementti lisätään silmukkaan laskimen aallonpituuden hallitsemiseksi ja aallonpituuden virittämisen toteuttamiseksi.
Viritettävän puolijohdelaserin kehitys on erittäin aktiivinen maailmassa, ja myös edistyminen on erittäin nopeaa. Kun viritettävät laserit lähestyvät vähitellen kiinteitä aallonpituuslasereita kustannusten ja suorituskyvyn suhteen, niitä käytetään väistämättä yhä enemmän viestintäjärjestelmissä ja niillä on tärkeä rooli tulevissa all-optisissa verkoissa.

Kehitysmahdollisuus
On olemassa monen tyyppisiä viritettäviä lasereita, jotka yleensä kehitetään ottamalla käyttöön aallonpituuden viritysmekanismeja edelleen erilaisten yhden aallonpituuslaserien perusteella, ja joitain hyödykkeitä on toimitettu markkinoille kansainvälisesti. Jatkuvien optisten viritettävien laserien kehityksen lisäksi on ilmoitettu myös viritettäviä lasereita, joissa on integroituja muita toimintoja, kuten viritettävä laser, joka on integroitu yhdelle VCSEL -sirulle ja sähköafioptiomodulaattorille, ja laserilla, joka on integroitu näytteen raastavaan bragg -heijastimeen ja puolikonduktori -optiseen ampliferiin ja sähköiseen absorptiomodulaattoriin.
Koska aallonpituuden viritettävää laseria käytetään laajasti, eri rakenteiden viritettävä laser voidaan soveltaa eri järjestelmiin, ja jokaisella on etuja ja haittoja. Ulkoista ontelon puolijohdelaseria voidaan käyttää laajakaistaisena viritettävänä valonlähteenä tarkkuustestiinstrumenteissa sen suuren lähtötehon ja jatkuvan viritettävän aallonpituuden vuoksi. Fotonin integroinnin ja tulevan all-optisen verkon täyttämisen näkökulmasta näytteen ritilä DBR, ylärakenteiset ritilä DBR ja modulaattoreihin ja vahvistimiin integroituneet viritettävät laserit voivat olla lupaavia viritettäviä valonlähteitä Z: lle.
Kuitujen raastava viritettävä laser, jossa on ulkoinen ontelo, on myös lupaava valonlähde, jolla on yksinkertainen rakenne, kapea viivan leveys ja helppo kuitukytkentä. Jos EA -modulaattori voidaan integroida onteloon, sitä voidaan käyttää myös nopeana viritettävänä optisen solitonilähteenä. Lisäksi kuitulaseriin perustuvat viritettävät kuitulaserit ovat edistyneet huomattavasti viime vuosina. Voidaan olettaa, että viritettävien laserien suorituskykyä optisissa viestinnän valossa parannetaan edelleen ja markkinaosuus kasvaa vähitellen erittäin kirkkaiden sovellusnäkymien kanssa.