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 бойлық режимде жұмыс істеуге 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 - сәуленің резонаторда бір бағытта таралуын қамтамасыз ету, кәдімгі толқын қуысындағы кері бөлшектер санының біркелкі емес кеңістікте таралуын тиімді жою және осылайша кеңістіктік саңылауларды жағу әсерінің әсерін болдырмау. жалғыз бойлық режим шығысы.Жаппай Bragg торының (VBG) режимін таңдау принципі жоғарыда айтылған жартылай өткізгішті және талшықты тар сызықты лазерлерге ұқсас, яғни VBG-ді сүзгі элементі ретінде пайдалану арқылы оның жақсы спектрлік таңдауы мен бұрыштық селективтілігіне негізделген осциллятор. 7(d) суретте көрсетілгендей бойлық режимді таңдау рөліне жету үшін белгілі бір толқын ұзындығында немесе жолағында тербеледі.
Сонымен қатар бойлық режимді таңдау дәлдігін жақсарту, желі енін одан әрі тарылту немесе сызықтық емес жиілікті түрлендіруді және басқа әдістерді енгізу арқылы режимнің бәсекелестік қарқындылығын арттыру және шығыс толқын ұзындығын кеңейту қажеттіліктеріне сәйкес бойлық режимді таңдаудың бірнеше әдістерін біріктіруге болады. лазер тар сызық енінде жұмыс істегенде, мұны істеу қиынжартылай өткізгіш лазержәнеталшықты лазерлер.
(4) Брилуен лазері
Бриллоуин лазері төмен шуыл, тар сызықты шығару 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 үздіксіз күшейтіледі. өткізу қабілеттілігін алу.
8-суретте SBS түрлендіру деңгейінің диаграммасы және Бриллоуен лазерінің негізгі құрылымы көрсетілген.
Акустикалық өрістің төмен діріл жиілігіне байланысты материалдың Бриллуен жиілігінің ығысуы әдетте тек 0,1-2 см-1 құрайды, сондықтан сорғы жарығы ретінде 1064 нм лазермен өндірілген Стокс толқын ұзындығы көбінесе шамамен 1064,01 нм құрайды, бірақ бұл сонымен қатар оның кванттық түрлендіру тиімділігі өте жоғары (теорияда 99,99% дейін) дегенді білдіреді.Бұған қоса, ортаның Brillouin күшейту сызығының ені әдетте тек МГц-гц ретті болғандықтан (кейбір қатты тасымалдағыштардың Brillouin күшейту сызығының ені шамамен 10 МГц), ол лазерлік жұмыс затының күшейту сызығының енінен әлдеқайда аз. реттілігі 100 ГГц, сондықтан, Brillouin лазерінде қоздырылған Стокс қуыста бірнеше рет күшейтілгеннен кейін айқын спектрдің тарылу құбылысын көрсете алады және 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 құрылымы мен каскадты SBS кедергісі, Brillouin лазерінің қуатындағы инновациялық серпіліс. 10 Вт магнитудаға дейін, оның қолданылуын кеңейту үшін негіз 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 режимді секірмейтін тар ені бар лазерлер, әсіресе, толқын ұзындығына (немесе жиілікке) арналған толқын ұзындығын бөлу (WDM) немесе жиілікті бөлу мультиплексирлеуінің (FDM) қажеттіліктерін тамаша қанағаттандыра алатын когерентті коммуникацияларда үлкен қолданбалы әлеуетті көрсетеді. ) баптау мүмкіндігі бар 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