Тар сызықты лазерлік технология Екінші бөлім
1960 жылы әлемдегі алғашқы рубин лазері жоғары шығыс энергиясымен және кеңірек толқын ұзындығымен сипатталатын қатты күйдегі лазер болды. Қатты күйдегі лазердің бірегей кеңістіктік құрылымы оны тар сызық енін шығаруды жобалауда икемді етеді. Қазіргі уақытта жүзеге асырылатын негізгі әдістерге қысқа қуыс әдісі, бір жақты сақиналы қуыс әдісі, қуыс ішілік стандартты әдіс, бұралу маятникті режимдегі қуыс әдісі, көлемді Брагг тор әдісі және тұқымды айдау әдісі жатады.
7-суретте бірнеше типтік бір бойлық режимдегі қатты күйдегі лазерлердің құрылымы көрсетілген.
7(а)-суретте қуыс ішіндегі FP стандарты негізінде бір бойлық режимді таңдаудың жұмыс принципі көрсетілген, яғни стандарттың тар желілік тарату спектрі басқа бойлық режимдердің жоғалуын арттыру үшін пайдаланылады, осылайша басқа бойлық режимдер бір реттік ұзындық режиміне қол жеткізу үшін олардың шағын өткізгіштігінің арқасында режим бәсекелестік процесінде сүзіледі. Сонымен қатар, FP стандартының бұрышы мен температурасын басқару және бойлық режим аралығын өзгерту арқылы толқын ұзындығын реттеу шығысының белгілі диапазонын алуға болады. ІНЖІР. 7(b) және (c) бір бойлық режимнің шығысын алу үшін пайдаланылатын жазық емес сақиналы осцилляторды (NPRO) және бұралмалы маятник режимінің қуыс әдісін көрсетеді. Жұмыс принципі резонаторда сәуленің бір бағытта таралуын қамтамасыз ету, кәдімгі толқын қуысындағы кері бөлшектер санының біркелкі емес кеңістікте таралуын тиімді жою және осылайша бір бойлық режимнің шығуына қол жеткізу үшін кеңістіктік тесік жану әсерінің әсерін болдырмау болып табылады. Жаппай Брегг торының (VBG) режимін таңдау принципі жоғарыда айтылған жартылай өткізгіш және талшықты тар сызық ені лазерлеріне ұқсайды, яғни жақсы спектрлік таңдамалылығы мен бұрыштық селективтілігіне негізделген сүзгі элементі ретінде VBG пайдалану арқылы осциллятор бойлық режимде (7-суретте) көрсетілгендей бойлық таңдау рөліне жету үшін белгілі бір толқын ұзындығында немесе диапазонында тербеледі.
Сонымен қатар бойлық режимді таңдаудың дәлдігін жақсарту, сызық енін одан әрі тарылту немесе сызықтық емес жиілікті түрлендіруді және басқа әдістерді енгізу арқылы режимнің бәсекелестік қарқындылығын арттыру және тар сызық енінде жұмыс істегенде лазердің шығыс толқын ұзындығын кеңейту қажеттілігіне байланысты бойлық режимді таңдаудың бірнеше әдістерін біріктіруге болады, бұл үшін орындау қиын.жартылай өткізгіш лазержәнеталшықты лазерлер.
(4) Брилуен лазері
Бриллоуин лазері төмен шуыл, тар желінің шығу технологиясын алу үшін ынталандырылған Brillouin шашырау (SBS) әсеріне негізделген, оның принципі фотон мен ішкі акустикалық өрістің өзара әрекеттесуі арқылы Стокс фотондарының белгілі бір жиілік ығысуын жасайды және күшейту жолағы шегінде үздіксіз күшейтіледі.
8-суретте SBS түрлендіру деңгейінің диаграммасы және Бриллоуен лазерінің негізгі құрылымы көрсетілген.
Акустикалық өрістің діріл жиілігі төмен болғандықтан, материалдың Бриллуен жиілігінің ығысуы әдетте тек 0,1-2 см-1 құрайды, сондықтан сорғы жарығы ретінде 1064 нм лазермен өндірілетін Стокс толқын ұзындығы көбінесе шамамен 1064,01 нм болады, бірақ бұл сонымен қатар оның кванттық түрлендіру тиімділігінің 99% -ға өте жоғары екенін білдіреді. Сонымен қатар, ортаның Brillouin күшейту сызығының ені әдетте тек МГц-гц ретті болғандықтан (кейбір қатты тасымалдағыштардың Бриллоуин күшейту сызығының ені шамамен 10 МГц), ол 100 ГГц ретті лазерлік жұмысшы заттың күшейту сызығының енінен әлдеқайда аз, сондықтан Брилуен лазерінде қоздырылған Стоктар бірнеше көзді көрсетуі мүмкін. қуыс, ал оның шығыс сызығының ені сорғы желісінің енінен бірнеше рет тар. Қазіргі уақытта Brillouin лазері фотоника саласындағы зерттеу нүктесіне айналды және өте тар сызық енінің шығуының Гц және суб-Гц тәртібі туралы көптеген есептер болды.
Соңғы жылдары толқын өткізгіш құрылымы бар Brillouin құрылғылары пайда болдымикротолқынды фотоника, және миниатюризация, жоғары интеграция және жоғары ажыратымдылық бағытында қарқынды дамып келеді. Сонымен қатар, гауһар тас сияқты жаңа кристалды материалдарға негізделген ғарышта жұмыс істейтін Brillouin лазері де соңғы екі жылда адамдардың көзқарасына енді, оның толқын өткізгіш құрылымының қуатындағы инновациялық серпілісі және каскадты SBS кедергісі, Brillouin лазерінің қуаты 10 Вт магнитудасы, оның қолдану аясын кеңейту негізін қалады.
Жалпы түйін
Ең озық білімдерді үздіксіз зерттей отырып, тар сызықты лазерлер бір жиілікті тар сызық енін пайдаланатын гравитациялық толқындарды анықтауға арналған LIGO лазерлік интерферометрі сияқты тамаша өнімділігімен ғылыми зерттеулерде таптырмас құралға айналды.лазертұқым көзі ретінде толқын ұзындығы 1064 нм, ал тұқымдық жарық желісінің ені 5 кГц шегінде. Сонымен қатар, толқын ұзындығы реттелетін және режимге секірмейтін тар ені бар лазерлер, әсіресе, толқын ұзындығын (немесе жиілікті) реттеуге арналған толқын ұзындығын бөлу мультиплексирлеу (WDM) немесе жиілікті бөлу мультиплексирлеу (FDM) қажеттіліктерін тамаша қанағаттандыра алатын когерентті байланыста үлкен қолданбалы әлеуетті көрсетеді және мобильді байланыс технологиясының келесі буынының негізгі құрылғысы болады деп күтілуде.
Болашақта лазерлік материалдар мен өңдеу технологиясының инновациялары лазер желісінің енін қысуға, жиілік тұрақтылығын жақсартуға, толқын ұзындығы диапазонын кеңейтуге және қуатты жақсартуға, адамның белгісіз әлемді зерттеуіне жол ашады.
Жіберу уақыты: 29 қараша 2023 ж