Реттелетін лазердің дамуы және нарық жағдайы Екінші бөлім

Реттелетін лазердің дамуы және нарық жағдайы (екінші бөлім)

жұмыс принципіреттелетін лазер

Лазерлік толқын ұзындығын реттеуге қол жеткізу үшін шамамен үш принцип бар. Көпшілігіреттелетін лазерлеркең флуоресцентті сызықтары бар жұмыс заттарын қолданыңыз. Лазерді құрайтын резонаторлар толқын ұзындығының өте тар диапазонында ғана өте аз шығынға ие болады. Сондықтан біріншісі – кейбір элементтермен (мысалы, тор) резонатордың аз шығын аймағына сәйкес толқын ұзындығын өзгерту арқылы лазердің толқын ұзындығын өзгерту. Екіншісі – кейбір сыртқы параметрлерді (мысалы, магнит өрісі, температура және т.б.) өзгерту арқылы лазерлік өтудің энергетикалық деңгейін ауыстыру. Үшіншісі – толқын ұзындығын өзгертуге және баптауға қол жеткізу үшін сызықты емес әсерлерді пайдалану (сызықсыз оптиканы, ынталандырылған Раман шашырауын, оптикалық жиілікті екі еселеуді, оптикалық параметрлік тербелісті қараңыз). Бірінші баптау режиміне жататын типтік лазерлер бояғыш лазерлер, хризоберил лазерлері, түсті орталық лазерлер, реттелетін жоғары қысымды газ лазерлері және реттелетін эксимер лазерлері.

Іске асыру технологиясы тұрғысынан реттелетін лазер негізінен: ағымдағы басқару технологиясы, температураны бақылау технологиясы және механикалық басқару технологиясы болып бөлінеді.
Олардың ішінде электронды басқару технологиясы инъекциялық токты өзгерту арқылы толқын ұзындығын реттеуге қол жеткізу болып табылады, NS деңгейіндегі реттеу жылдамдығымен, кең баптау өткізу қабілеттілігімен, бірақ шағын шығыс қуатымен, электронды басқару технологиясына негізделген, негізінен SG-DBR (DBR сынама торы) және GCSR лазері (көмекші тордың бағытталған байланысы кері сынаманың шағылысуы). Температураны басқару технологиясы лазердің белсенді аймағының сыну көрсеткішін өзгерту арқылы лазердің шығыс толқын ұзындығын өзгертеді. Технология қарапайым, бірақ баяу, оны тек бірнеше нм тар жолақ ені арқылы реттеуге болады. Температураны бақылау технологиясына негізделген негізгілеріDFB лазері(үлестірілген кері байланыс) және DBR лазері (таратылған Брэгг шағылыуы). Механикалық басқару негізінен толқын ұзындығын таңдауды аяқтау үшін MEMS (микроэлектро-механикалық жүйе) технологиясына негізделген, үлкен реттелетін өткізу қабілеттілігімен, жоғары шығыс қуатымен. Механикалық басқару технологиясына негізделген негізгі құрылымдар DFB (таратылған кері байланыс), ECL (сыртқы қуысты лазер) және VCSEL (вертикальды қуыстың бетін шығаратын лазер). Реттелетін лазерлер принципінің осы аспектілерінен төмендегілер түсіндіріледі.

Оптикалық байланыс қолданбасы

Реттелетін лазер – толқын ұзындығының тығыз бөлінетін мультиплексирлеу жүйесінің жаңа буынындағы және толық оптикалық желіде фотон алмасуының негізгі оптоэлектрондық құрылғысы. Оны қолдану оптикалық талшықты беру жүйесінің сыйымдылығын, икемділігін және масштабталатындығын айтарлықтай арттырады және кең толқын ұзындығы диапазонында үздіксіз немесе квази-үздіксіз баптауды жүзеге асырды.
Дүние жүзіндегі компаниялар мен ғылыми-зерттеу институттары реттелетін лазерлерді зерттеу мен дамытуды белсенді түрде алға жылжытуда және бұл салада үнемі жаңа жетістіктерге қол жеткізілуде. Реттелетін лазерлердің өнімділігі үнемі жақсарып, құны үнемі төмендейді. Қазіргі уақытта реттелетін лазерлер негізінен екі санатқа бөлінеді: жартылай өткізгішті реттелетін лазерлер және реттелетін талшықты лазерлер.
Жартылай өткізгішті лазершағын өлшемді, жеңіл салмақты, жоғары түрлендіру тиімділігін, қуат үнемдеуді және т.б. сипаттамалары бар оптикалық байланыс жүйесіндегі маңызды жарық көзі болып табылады және басқа құрылғылармен бір чипті оптоэлектрондық интеграцияға қол жеткізу оңай. Оны реттелетін таратылған кері байланыс лазері, бөлінген Брегг айна лазері, микромоторлық жүйенің тік қуысты бетін шығаратын лазері және сыртқы қуысты жартылай өткізгіш лазері деп бөлуге болады.
Күшейткіш орта ретінде реттелетін талшықты лазердің дамуы және сорғы көзі ретінде жартылай өткізгішті лазерлік диодтың дамуы талшықты лазерлердің дамуына үлкен ықпал етті. Реттелетін лазер легирленген талшықтың 80 нм күшейту өткізу қабілетіне негізделген және лазерлік толқын ұзындығын басқару және толқын ұзындығын реттеуді жүзеге асыру үшін сүзгі элементі циклге қосылады.
Реттелетін жартылай өткізгіш лазердің дамуы әлемде өте белсенді және прогресс өте жылдам. Реттелетін лазерлер құны мен өнімділігі жағынан тұрақты толқын ұзындығы лазерлерге бірте-бірте жақындағандықтан, олар сөзсіз байланыс жүйелерінде көбірек қолданылады және болашақта толық оптикалық желілерде маңызды рөл атқарады.

Даму перспективасы
Реттелетін лазерлердің көптеген түрлері бар, олар әдетте әр түрлі бір толқынды лазерлер негізінде толқын ұзындығын реттеу механизмдерін одан әрі енгізу арқылы әзірленеді және кейбір тауарлар халықаралық нарыққа жеткізілді. Үздіксіз оптикалық реттелетін лазерлердің дамуымен қатар, VCSEL бір чипімен және электрлік сіңіру модуляторымен біріктірілген реттелетін лазер және үлгі торымен біріктірілген Bragg рефлекторымен біріктірілген лазер сияқты біріктірілген басқа функциялары бар реттелетін лазерлер де хабарланды. және жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіш және электрлік абсорбция модуляторы.
Толқын ұзындығы реттелетін лазер кеңінен қолданылатындықтан, әртүрлі құрылымдардың реттелетін лазері әртүрлі жүйелерге қолданылуы мүмкін және әрқайсысының артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Сыртқы қуысты жартылай өткізгішті лазер жоғары шығыс қуаты мен үздіксіз реттелетін толқын ұзындығына байланысты дәл сынақ құралдарында кең жолақты реттелетін жарық көзі ретінде пайдаланылуы мүмкін. Фотонды біріктіру және болашақ толық оптикалық желіні қанағаттандыру тұрғысынан, DBR үлгілік торы, қондырылған тор DBR және модуляторлармен және күшейткіштермен біріктірілген реттелетін лазерлер Z үшін перспективті реттелетін жарық көздері болуы мүмкін.
Сыртқы қуысы бар талшықты торлы реттелетін лазер сонымен қатар қарапайым құрылымды, тар сызық ені және талшықтарды оңай біріктіретін жарық көзінің перспективалы түрі болып табылады. Егер EA модуляторы қуысқа біріктірілсе, оны жоғары жылдамдықты реттелетін оптикалық солитон көзі ретінде де пайдалануға болады. Сонымен қатар, талшықты лазерлерге негізделген реттелетін талшықты лазерлер соңғы жылдары айтарлықтай прогреске қол жеткізді. Оптикалық байланыс жарық көздеріндегі реттелетін лазерлердің өнімділігі одан әрі жақсарып, нарықтағы үлесі өте жарқын қолдану перспективаларымен бірте-бірте артады деп күтуге болады.