Реттелетін лазердің дамуы және нарықтағы жағдайы, екінші бөлім

Реттелетін лазердің дамуы және нарықтағы жағдайы (екінші бөлім)

Жұмыс принципіреттелетін лазер

Лазерлік толқын ұзындығын реттеуге қол жеткізудің шамамен үш қағидасы бар.реттелетін лазерлеркең флуоресцентті сызықтары бар жұмыс заттарын пайдаланыңыз. Лазерді құрайтын резонаторлардың өте тар толқын ұзындығы диапазонында ғана өте төмен шығындары бар. Сондықтан, біріншісі - кейбір элементтердің (мысалы, тордың) көмегімен резонатордың төмен шығын аймағына сәйкес келетін толқын ұзындығын өзгерту арқылы лазердің толқын ұзындығын өзгерту. Екіншісі - кейбір сыртқы параметрлерді (мысалы, магнит өрісі, температура және т.б.) өзгерту арқылы лазерлік ауысудың энергия деңгейін өзгерту. Үшіншісі - толқын ұзындығының түрленуі мен реттелуіне қол жеткізу үшін сызықтық емес әсерлерді пайдалану (сызықтық емес оптика, ынталандырылған Раман шашырауын, оптикалық жиіліктің екі еселенуін, оптикалық параметрлік тербелісті қараңыз). Бірінші реттеу режиміне жататын типтік лазерлер - бояғыш лазерлер, хризоберил лазерлері, түс орталығының лазерлері, реттелетін жоғары қысымды газ лазерлері және реттелетін эксимер лазерлері.

Технология тұрғысынан реттелетін лазерлер негізінен: токты басқару технологиясы, температураны басқару технологиясы және механикалық басқару технологиясы болып бөлінеді.
Олардың ішінде электронды басқару технологиясы негізінен SG-DBR (үлгі алу торы DBR) және GCSR лазеріне (көмекші тордың бағытты байланысы кері-үлгі алу шағылысу) негізделген электронды басқару технологиясына негізделген NS деңгейіндегі реттеу жылдамдығымен, кең реттеу өткізу қабілеттілігімен, бірақ шағын шығыс қуатымен инъекция тогын өзгерту арқылы толқын ұзындығын реттеуге қол жеткізу болып табылады. Температураны басқару технологиясы лазердің белсенді аймағының сыну көрсеткішін өзгерту арқылы лазердің шығыс толқын ұзындығын өзгертеді. Технология қарапайым, бірақ баяу және оны бірнеше нм тар жолақ енімен реттеуге болады. Температураны басқару технологиясына негізделген негізгілері:DFB лазері(таратылған кері байланыс) және DBR лазері (таратылған Брэгг шағылысу). Механикалық басқару негізінен толқын ұзындығын таңдауды аяқтау үшін MEMS (микроэлектромеханикалық жүйе) технологиясына негізделген, үлкен реттелетін өткізу қабілетімен, жоғары шығыс қуатымен жүзеге асырылады. Механикалық басқару технологиясына негізделген негізгі құрылымдар DFB (таратылған кері байланыс), ECL (сыртқы қуыс лазері) және VCSEL (тік қуыс бетінің сәулелену лазері) болып табылады. Бапталатын лазерлер принципінің осы аспектілерінен келесілер түсіндіріледі.

Оптикалық байланыс қолданбасы

Бапталатын лазер - жаңа буын тығыз толқын ұзындығын бөлу мультиплекстеу жүйесіндегі және толық оптикалық желідегі фотон алмасудағы негізгі оптоэлектрондық құрылғы. Оны қолдану оптикалық талшықты беру жүйесінің сыйымдылығын, икемділігін және масштабталуын айтарлықтай арттырады және кең толқын ұзындығы диапазонында үздіксіз немесе квази-үздіксіз баптауды жүзеге асырды.
Дүние жүзіндегі компаниялар мен ғылыми-зерттеу мекемелері реттелетін лазерлерді зерттеу мен әзірлеуді белсенді түрде ілгерілетуде 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 өткізгіш реттелетін лазерлер және реттелетін талшықты лазерлер.
Жартылай өткізгіш лазероптикалық байланыс жүйесіндегі маңызды жарық көзі болып табылады, оның өлшемі кіші, салмағы жеңіл, түрлендіру тиімділігі жоғары, қуат үнемдеу және т.б. сипаттамалары бар және басқа құрылғылармен бір чипті оптоэлектронды интеграцияға қол жеткізу оңай. Оны реттелетін таратылған кері байланыс лазері, таратылған Брэгг айна лазері, микромоторлы жүйенің тік қуыс бетінің сәулелену лазері және сыртқы қуыс жартылай өткізгіш лазері деп бөлуге болады.
Бапталатын талшықты лазердің күшейту ортасы ретінде және жартылай өткізгіш лазер диодының сорғы көзі ретінде дамуы талшықты лазерлердің дамуына айтарлықтай ықпал етті. Бапталатын лазер легирленген талшықтың 80 нм күшейту өткізу жолағына негізделген, ал сүзгі элементі лазерлік толқын ұзындығын басқару және толқын ұзындығын реттеу үшін циклге қосылады.
Реттелетін жартылай өткізгіш лазердің дамуы әлемде өте белсенді және бұл прогресс те өте жылдам. Реттелетін лазерлер құны мен өнімділігі тұрғысынан бекітілген толқын ұзындығындағы лазерлерге біртіндеп жақындаған сайын, олар сөзсіз байланыс жүйелерінде көбірек қолданылады және болашақта толық оптикалық желілерде маңызды рөл атқарады.

Даму перспективасы
Бапталатын лазерлердің көптеген түрлері бар, олар әдетте әртүрлі бір толқынды лазерлер негізінде толқын ұзындығын баптау механизмдерін одан әрі енгізу арқылы жасалады және кейбір тауарлар халықаралық нарыққа жеткізілді. Үздіксіз оптикалық бапталатын лазерлерді әзірлеумен қатар, басқа функциялары бар бапталатын лазерлер де туралы хабарланды, мысалы, VCSEL бір чипімен және электрлік сіңіру модуляторымен біріктірілген бапталатын лазер және Bragg үлгі торының рефлекторымен және жартылай өткізгіш оптикалық күшейткішпен және электрлік сіңіру модуляторымен біріктірілген лазер.
Толқын ұзындығын реттейтін лазер кеңінен қолданылатындықтан, әртүрлі құрылымдардың реттелетін лазерін әртүрлі жүйелерге қолдануға болады және олардың әрқайсысының артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Сыртқы қуысты жартылай өткізгіш лазерді жоғары шығыс қуаты мен үздіксіз реттелетін толқын ұзындығына байланысты дәлдік сынақ құралдарында кең жолақты реттелетін жарық көзі ретінде пайдалануға болады. Фотонды интеграциялау және болашақ толық оптикалық желіге сәйкес келу тұрғысынан, үлгі торлы DBR, үстіңгі құрылымды торлы DBR және модуляторлар мен күшейткіштермен интеграцияланған реттелетін лазерлер Z үшін перспективалы реттелетін жарық көздері болуы мүмкін.
Сыртқы қуысы бар талшықты торлы реттелетін лазер де қарапайым құрылымы, тар сызық ені және талшықты оңай жалғануы бар перспективалы жарық көзінің түрі болып табылады. Егер EA модуляторын қуысқа біріктіруге болатын болса, оны жоғары жылдамдықты реттелетін оптикалық солитон көзі ретінде де пайдалануға болады. Сонымен қатар, талшықты лазерлерге негізделген реттелетін талшықты лазерлер соңғы жылдары айтарлықтай жетістіктерге жетті. Оптикалық байланыс жарық көздеріндегі реттелетін лазерлердің өнімділігі одан әрі жақсарады және нарық үлесі біртіндеп артады деп күтілуде, бұл өте жарқын қолдану перспективаларымен бірге жүреді.