Viritettävän puolijohdelaserin viritysperiaate (viritettävä laser)

ViritysperiaateViritettävä puolijohdelaser(Viritettävä laser)

Viritettävä puolijohdelaser on lasertyyppi, joka voi jatkuvasti muuttaa lasersäteen aallonpituutta tietyllä alueella. Viritettävässä puolijohdelaserissa käytetään lämpösäätöä, sähköistä säätöä ja mekaanista säätöä ontelon pituuden, hilan heijastusspektrin, vaiheen ja muiden muuttujien säätämiseksi aallonpituuden säädön saavuttamiseksi. Tämän tyyppisellä laserilla on laaja valikoima sovelluksia optisessa viestinnässä, spektroskopiassa, sensoritekniikassa, lääketieteessä ja muilla aloilla. Kuva 1 esittää laserin peruskoostumuksen.viritettävä laser, mukaan lukien valonvahvistusyksikkö, etu- ja takapeileistä koostuva FP-ontelo sekä optisen moodin valintasuodatinyksikkö. Lopuksi säätämällä heijastusontelon pituutta optisen moodin suodatin voi saavuttaa aallonpituuden valintalähdön.

KUVA 1

Viritysmenetelmä ja sen johdannainen

Viritettävän viritysperiaatepuolijohdelaseritriippuu pääasiassa laserresonaattorin fysikaalisten parametrien muuttamisesta, jotta saavutetaan jatkuvia tai diskreettejä muutoksia laserin lähtöaallonpituudessa. Näitä parametreja ovat muun muassa taitekerroin, ontelon pituus ja moodin valinta. Seuraavassa kuvataan useita yleisiä viritysmenetelmiä ja niiden periaatteita:

1. Kantoaallon ruiskutusviritys

Kuljettajan injektion virittäminen tarkoittaa materiaalin taitekertoimen muuttamista muuttamalla puolijohdelaserin aktiiviseen alueeseen injektoitua virtaa aallonpituuden virittämiseksi. Kun virta kasvaa, kuljettajan pitoisuus aktiivisella alueella kasvaa, mikä johtaa taitekertoimen muutokseen, joka puolestaan ​​vaikuttaa laserin aallonpituuteen.

2. Lämpöviritys Lämpövirityksessä muutetaan materiaalin taitekerrointa ja ontelon pituutta muuttamalla laserin käyttölämpötilaa aallonpituuden virittämiseksi. Lämpötilan muutokset vaikuttavat materiaalin taitekertoimeen ja fyysiseen kokoon.

3. Mekaaninen viritys Mekaanisella virityksellä saavutetaan aallonpituuden viritys muuttamalla laserin ulkoisten optisten elementtien sijaintia tai kulmaa. Yleisiä mekaanisia viritysmenetelmiä ovat diffraktiohilakulman muuttaminen ja peilin sijainnin siirtäminen.

4 Sähköoptinen viritys Sähköoptinen viritys saavutetaan kohdistamalla puolijohdemateriaaliin sähkökenttä materiaalin taitekertoimen muuttamiseksi, jolloin saavutetaan aallonpituuden viritys. Tätä menetelmää käytetään yleisestisähköoptiset modulaattorit (Vaalitarkkailuoperaatio) ja sähköoptisesti viritetyt laserit.

Yhteenvetona voidaan todeta, että viritettävän puolijohdelaserin viritysperiaate toteuttaa pääasiassa aallonpituuden virityksen muuttamalla resonaattorin fysikaalisia parametreja. Näitä parametreja ovat taitekerroin, ontelon pituus ja moodin valinta. Erityisiä viritysmenetelmiä ovat kantoaallon injektioviritys, terminen viritys, mekaaninen viritys ja sähköoptinen viritys. Jokaisella menetelmällä on oma fysikaalinen mekanisminsa ja matemaattinen johdannoksensa, ja sopivan viritysmenetelmän valinta on otettava huomioon sovelluskohtaisten vaatimusten, kuten viritysalueen, viritysnopeuden, resoluution ja vakauden, mukaisesti.