Tənzimlənən yarımkeçirici lazerin tənzimləmə prinsipi (Tunable laser)

Tuning prinsipiTənzimlənən yarımkeçirici lazer(tənzimlənən lazer)

Tənzimlənən yarımkeçirici lazer, müəyyən diapazonda lazer çıxışının dalğa uzunluğunu davamlı olaraq dəyişə bilən bir növ lazerdir. Tənzimlənən yarımkeçirici lazer, dalğa uzunluğunun tənzimlənməsinə nail olmaq üçün boşluq uzunluğunu, ızgara əks etdirmə spektrini, fazanı və digər dəyişənləri tənzimləmək üçün termal tənzimləmə, elektrik tənzimləmə və mexaniki tənzimləməni qəbul edir. Bu cür lazer optik rabitə, spektroskopiya, zondlama, tibb və digər sahələrdə geniş tətbiq sahəsinə malikdir. Şəkil 1 a-nın əsas tərkibini göstərirtənzimlənən lazer, o cümlədən işıq qazanma qurğusu, ön və arxa güzgülərdən ibarət FP boşluğu və optik rejim seçimi filtri bölməsi. Nəhayət, əksetmə boşluğunun uzunluğunu tənzimləməklə, optik rejim filtri dalğa uzunluğu seçim çıxışına çata bilər.

ŞƏK.1

Tuning üsulu və onun törəməsi

Köklənmə prinsipiyarımkeçirici lazerlərəsasən çıxış lazer dalğa uzunluğunda davamlı və ya diskret dəyişikliklərə nail olmaq üçün lazer rezonatorunun fiziki parametrlərinin dəyişdirilməsindən asılıdır. Bu parametrlərə qırılma indeksi, boşluq uzunluğu və rejim seçimi daxildir, lakin bunlarla məhdudlaşmır. Aşağıda bir neçə ümumi tənzimləmə üsulları və onların prinsipləri ətraflı təsvir edilmişdir:

1. Daşıyıcının enjeksiyonunun tənzimlənməsi

Daşıyıcı injection tənzimləmə dalğa uzunluğunun tənzimlənməsinə nail olmaq üçün yarımkeçirici lazerin aktiv bölgəsinə vurulan cərəyanı dəyişdirərək materialın sınma indeksini dəyişdirməkdir. Cərəyan artdıqda, aktiv bölgədə daşıyıcı konsentrasiyası artır, nəticədə sınma indeksində dəyişiklik baş verir, bu da lazer dalğa uzunluğuna təsir göstərir.

2. Termal tənzimləmə Termal tənzimləmə dalğa uzunluğunun tənzimlənməsinə nail olmaq üçün lazerin işləmə temperaturunu dəyişdirərək materialın sınma indeksini və boşluq uzunluğunu dəyişdirməkdir. Temperaturun dəyişməsi materialın sınma indeksinə və fiziki ölçüsünə təsir göstərir.

3. Mexanik tənzimləmə Mexanik tənzimləmə lazerin xarici optik elementlərinin mövqeyini və ya bucağını dəyişdirərək dalğa uzunluğunun tənzimlənməsinə nail olmaqdır. Ümumi mexaniki tənzimləmə üsullarına difraksiya ızgarasının bucağının dəyişdirilməsi və güzgü mövqeyinin dəyişdirilməsi daxildir.

4 Elektro-optik tənzimləmə Elektro-optik tənzimləmə yarımkeçirici materiala elektrik sahəsinin tətbiqi ilə materialın sındırma göstəricisini dəyişdirməklə əldə edilir və bununla da dalğa uzunluğunun tənzimlənməsinə nail olur. Bu üsul tez-tez istifadə olunurelektro-optik modulyatorlar (EOM) və elektro-optik köklənmiş lazerlər.

Xülasə, tənzimlənən yarımkeçirici lazerin tənzimləmə prinsipi əsasən rezonatorun fiziki parametrlərini dəyişdirərək dalğa uzunluğunun tənzimlənməsini həyata keçirir. Bu parametrlərə refraktiv indeks, boşluq uzunluğu və rejim seçimi daxildir. Xüsusi tənzimləmə üsullarına daşıyıcı injection tənzimləmə, termal tənzimləmə, mexaniki tənzimləmə və elektro-optik tənzimləmə daxildir. Hər bir metodun özünəməxsus fiziki mexanizmi və riyazi törəməsi var və uyğun tuning metodunun seçimi tənzimləmə diapazonu, tənzimləmə sürəti, həlledicilik və sabitlik kimi xüsusi tətbiq tələblərinə uyğun olaraq nəzərdən keçirilməlidir.