Tənzimlənən lazerin inkişafı və bazar vəziyyəti İkinci hissə

Tənzimlənən lazerin inkişafı və bazar vəziyyəti (İkinci hissə)

iş prinsipitənzimlənən lazer

Lazer dalğa uzunluğunun tənzimlənməsinə nail olmaq üçün təxminən üç prinsip var. Ən çoxtənzimlənən lazerlərgeniş flüoresan xətləri olan işçi maddələrdən istifadə edin. Lazeri təşkil edən rezonatorlar yalnız çox dar dalğa boyu diapazonunda çox aşağı itkilərə malikdirlər. Buna görə də birincisi, bəzi elementlər (məsələn, barmaqlıq) tərəfindən rezonatorun aşağı itkili bölgəsinə uyğun dalğa uzunluğunu dəyişdirərək lazerin dalğa uzunluğunu dəyişdirməkdir. İkincisi, bəzi xarici parametrləri (məsələn, maqnit sahəsi, temperatur və s.) dəyişdirərək lazer keçidinin enerji səviyyəsini dəyişdirməkdir. Üçüncüsü, dalğa uzunluğunun transformasiyası və tənzimlənməsinə nail olmaq üçün qeyri-xətti effektlərin istifadəsidir (bax: qeyri-xətti optika, stimullaşdırılmış Raman səpilməsi, optik tezliyin ikiqat artması, optik parametrik salınım). Birinci tuning rejiminə aid olan tipik lazerlər boya lazerləri, xrizoberil lazerlər, rəng mərkəzi lazerləri, tənzimlənən yüksək təzyiqli qaz lazerləri və tənzimlənən eksimer lazerlərdir.

Tənzimlənən lazer realizasiya texnologiyası baxımından əsasən aşağıdakılara bölünür: cari idarəetmə texnologiyası, temperatura nəzarət texnologiyası və mexaniki idarəetmə texnologiyası.
Onların arasında elektron idarəetmə texnologiyası, əsasən SG-DBR (sempling grating DBR) və elektron idarəetmə texnologiyasına əsaslanan NS səviyyəli tənzimləmə sürəti, geniş tənzimləmə bant genişliyi, lakin kiçik çıxış gücü ilə enjeksiyon cərəyanını dəyişdirərək dalğa uzunluğunun tənzimlənməsinə nail olmaqdır. GCSR lazer (köməkçi ızgara istiqamətli birləşmə geriyə nümunə götürmə əksi). Temperaturun idarə edilməsi texnologiyası lazerin aktiv bölgəsinin sınma indeksini dəyişdirərək lazerin çıxış dalğa uzunluğunu dəyişir. Texnologiya sadədir, lakin yavaşdır və yalnız bir neçə nm dar bant genişliyi ilə tənzimlənə bilər. Temperaturun idarə edilməsi texnologiyasına əsaslanan əsaslar bunlardırDFB lazer(paylanmış rəy) və DBR lazer (paylanmış Bragg əksi). Mexanik idarəetmə əsasən böyük tənzimlənən bant genişliyi, yüksək çıxış gücü ilə dalğa uzunluğunun seçimini tamamlamaq üçün MEMS (mikro-elektro-mexaniki sistem) texnologiyasına əsaslanır. Mexanik idarəetmə texnologiyasına əsaslanan əsas strukturlar DFB (paylanmış rəy), ECL (xarici boşluq lazeri) və VCSEL (şaquli boşluq səthi emissiya lazeridir). Tənzimlənən lazerlər prinsipinin bu aspektlərindən aşağıdakılar izah olunur.

Optik rabitə tətbiqi

Tənzimlənən lazer yeni nəsil sıx dalğa uzunluğunu bölgü multipleksləşdirmə sistemində və bütün optik şəbəkədə foton mübadiləsində əsas optoelektronik cihazdır. Onun tətbiqi fiber optik ötürmə sisteminin tutumunu, çevikliyini və miqyasını əhəmiyyətli dərəcədə artırır və geniş dalğa uzunluğu diapazonunda davamlı və ya kvazifasiləsiz tənzimləməni həyata keçirmişdir.
Dünyadakı şirkətlər və tədqiqat institutları tənzimlənən lazerlərin tədqiqi və inkişafını fəal şəkildə təşviq edirlər və bu sahədə daim yeni irəliləyişlər əldə edilir. Tənzimlənən lazerlərin performansı daim təkmilləşdirilir və dəyəri daim azalır. Hal-hazırda tənzimlənən lazerlər əsasən iki kateqoriyaya bölünür: yarımkeçirici tənzimlənən lazerlər və tənzimlənən fiber lazerlər.
Yarımkeçirici lazerkiçik ölçülü, yüngül çəki, yüksək konversiya səmərəliliyi, enerjiyə qənaət və s. xüsusiyyətlərinə malik olan və digər cihazlarla tək çipli optoelektron inteqrasiyasına nail olmaq asan olan optik rabitə sistemində mühüm işıq mənbəyidir. Tənzimlənən paylanmış əks əlaqə lazeri, paylanmış Bragg güzgü lazeri, mikromotor sistemi şaquli boşluq səthi yayan lazer və xarici boşluqlu yarımkeçirici lazerə bölünə bilər.
Tənzimlənən lif lazerinin qazanc mühiti kimi inkişafı və yarımkeçirici lazer diodunun nasos mənbəyi kimi inkişafı fiber lazerlərin inkişafına böyük təkan verdi. Tənzimlənən lazer aşqarlanmış lifin 80nm qazanc bant genişliyinə əsaslanır və filtr elementi lazer dalğa uzunluğunu idarə etmək və dalğa uzunluğunun tənzimlənməsini həyata keçirmək üçün dövrəyə əlavə edilir.
Tənzimlənən yarımkeçirici lazerin inkişafı dünyada çox aktivdir və tərəqqi də çox sürətlidir. Tənzimlənən lazerlər qiymət və performans baxımından sabit dalğa uzunluğuna malik lazerlərə tədricən yaxınlaşdıqca, onlar istər-istəməz kommunikasiya sistemlərində getdikcə daha çox istifadə olunacaq və gələcək bütün optik şəbəkələrdə mühüm rol oynayacaqlar.

İnkişaf perspektivi
Sazlana bilən lazerlərin bir çox növləri var ki, bunlar ümumiyyətlə müxtəlif tək dalğalı lazerlər əsasında dalğa uzunluğunun tənzimlənməsi mexanizmlərinin daha da tətbiqi yolu ilə inkişaf etdirilir və bəzi mallar beynəlxalq bazara təqdim edilmişdir. Davamlı optik tənzimlənən lazerlərin inkişafı ilə yanaşı, bir VCSEL çipi və elektrik udma modulatoru ilə inteqrasiya edilmiş tənzimlənən lazer və nümunə ızgara Bragg reflektoru ilə inteqrasiya olunmuş lazer kimi inteqrasiya edilmiş digər funksiyaları olan tənzimlənən lazerlər də bildirildi. və yarımkeçirici optik gücləndirici və elektrik udma modulatoru.
Dalğa boyu tənzimlənən lazer geniş şəkildə istifadə edildiyi üçün müxtəlif strukturların tənzimlənən lazeri müxtəlif sistemlərə tətbiq oluna bilər və hər birinin üstünlükləri və mənfi cəhətləri var. Xarici boşluqlu yarımkeçirici lazer yüksək çıxış gücü və davamlı tənzimlənən dalğa uzunluğuna görə dəqiq sınaq alətlərində genişzolaqlı tənzimlənən işıq mənbəyi kimi istifadə edilə bilər. Foton inteqrasiyası və gələcək tam optik şəbəkəyə cavab vermə perspektivindən, nümunə barmaqlıqlı DBR, üst quruluşlu barmaqlıqlı DBR və modulyatorlar və gücləndiricilərlə inteqrasiya olunmuş tənzimlənən lazerlər Z üçün tənzimlənə bilən işıq mənbələri ola bilər.
Xarici boşluqlu fiber ızgara tənzimlənən lazer də sadə quruluşa, dar xətt eninə və asan lif birləşməsinə malik olan perspektivli işıq mənbəyidir. EA modulatoru boşluğa inteqrasiya oluna bilsə, o, yüksək sürətli tənzimlənən optik soliton mənbəyi kimi də istifadə edilə bilər. Bundan əlavə, lif lazerlərə əsaslanan tənzimlənən fiber lazerlər son illərdə xeyli irəliləyiş əldə etmişdir. Gözləmək olar ki, optik rabitə işıq mənbələrində tənzimlənən lazerlərin iş qabiliyyəti daha da yaxşılaşdırılacaq və çox parlaq tətbiq perspektivləri ilə bazar payı tədricən artacaq.