संकीर्ण रेखा चौडाई लेजर टेक्नोलोजी भाग दुई

संकीर्ण रेखा चौडाई लेजर टेक्नोलोजी भाग दुई

(३)ठोस राज्य लेजर

1960 मा, संसारको पहिलो रूबी लेजर एक ठोस राज्य लेजर थियो, उच्च उत्पादन ऊर्जा र एक फराकिलो तरंगदैर्ध्य कवरेज द्वारा विशेषता। ठोस-राज्य लेजरको अद्वितीय स्थानिक संरचनाले यसलाई साँघुरो लाइनविथ आउटपुटको डिजाइनमा थप लचिलो बनाउँछ। हाल कार्यान्वयनमा रहेका मुख्य विधिहरूमा सर्ट क्याभिटी विधि, एकतर्फी रिङ क्याभिटी विधि, इन्ट्राक्याभिटी स्ट्यान्डर्ड विधि, टर्सन पेन्डुलम मोड क्याभिटी विधि, भोल्युम ब्राग ग्रेटिङ् विधि र बीज इन्जेक्सन विधि समावेश छन्।

चित्र 7 ले धेरै विशिष्ट एकल-देशीय मोड ठोस-राज्य लेजरहरूको संरचना देखाउँछ।

चित्र 7(a) ले in-cavity FP मानकमा आधारित एकल अनुदैर्ध्य मोड चयनको कार्य सिद्धान्त देखाउँछ, त्यो हो, मानकको साँघुरो लाइनविड्थ प्रसारण स्पेक्ट्रम अन्य अनुदैर्ध्य मोडहरूको हानि बढाउन प्रयोग गरिन्छ, ताकि अन्य अनुदैर्ध्य मोडहरू। एकल अनुदैर्ध्य मोड अपरेशन प्राप्त गर्नका लागि तिनीहरूको सानो प्रसारणको कारण मोड प्रतिस्पर्धा प्रक्रियामा फिल्टर गरिन्छ। थप रूपमा, FP मानकको कोण र तापमान नियन्त्रण गरेर र अनुदैर्ध्य मोड अन्तराल परिवर्तन गरेर तरंगदैर्ध्य ट्युनिङ आउटपुटको निश्चित दायरा प्राप्त गर्न सकिन्छ। अंजीर। 7(b) र (c) एकल अनुदैर्ध्य मोड आउटपुट प्राप्त गर्न प्रयोग गरिएको गैर-प्लानर रिंग ओसिलेटर (NPRO) र टोर्सनल पेंडुलम मोड गुहा विधि देखाउनुहोस्। कार्य सिद्धान्त भनेको रेजोनेटरमा बीमलाई एउटै दिशामा प्रचार गर्नु हो, प्रभावकारी रूपमा सामान्य स्ट्यान्डिङ वेभ गुहामा उल्टो कणहरूको संख्याको असमान स्थानिय वितरणलाई हटाउनु हो, र यसरी प्राप्त गर्नको लागि स्थानिक प्वाल जलाउने प्रभावबाट बच्न। एकल अनुदैर्ध्य मोड आउटपुट। बल्क ब्राग ग्रेटिङ् (VBG) मोड चयनको सिद्धान्त पहिले उल्लेख गरिएको सेमीकन्डक्टर र फाइबर साँघुरो लाइन-चौडाइ लेजरहरूसँग मिल्दोजुल्दो छ, अर्थात्, VBG लाई फिल्टर तत्वको रूपमा प्रयोग गरेर, यसको राम्रो स्पेक्ट्रल चयनात्मकता र कोण चयनात्मकताको आधारमा, ओसीलेटर। चित्र 7(d) मा देखाइए अनुसार, अनुदैर्ध्य मोड चयनको भूमिका प्राप्त गर्नको लागि एक विशेष तरंग लम्बाइ वा ब्यान्डमा दोलन गर्दछ।
एकै समयमा, धेरै अनुदैर्ध्य मोड चयन विधिहरू अनुदैर्ध्य मोड चयन शुद्धता सुधार गर्न, लाइनविड्थ थप साँघुरो गर्न, वा ननलाइनर फ्रिक्वेन्सी रूपान्तरण र अन्य माध्यमहरू परिचय गरेर मोड प्रतिस्पर्धा तीव्रता बढाउन, र उत्पादन तरंगदैर्ध्य विस्तार गर्न आवश्यकता अनुसार संयोजन गर्न सकिन्छ। लेजर साँघुरो लाइनविथमा सञ्चालन गर्दा, जसको लागि गर्न गाह्रो छअर्धचालक लेजररफाइबर लेजरहरू.

(4) Brillouin लेजर

Brillouin लेजर कम आवाज, साँघुरो लाइनविथ आउटपुट टेक्नोलोजी प्राप्त गर्न उत्तेजित Brillouin स्क्याटरिङ (SBS) प्रभावमा आधारित छ, यसको सिद्धान्त फोटान र आन्तरिक ध्वनिक क्षेत्र अन्तरक्रिया मार्फत स्टोक्स फोटोनको निश्चित फ्रिक्वेन्सी शिफ्ट उत्पादन गर्न हो, र लगातार विस्तारित हुन्छ। ब्यान्डविथ प्राप्त गर्नुहोस्।

चित्र 8 ले SBS रूपान्तरणको स्तर रेखाचित्र र Brillouin लेजरको आधारभूत संरचना देखाउँछ।

ध्वनिक क्षेत्रको कम कम्पन आवृत्तिको कारण, सामग्रीको Brillouin फ्रिक्वेन्सी शिफ्ट सामान्यतया 0.1-2 cm-1 हुन्छ, त्यसैले पम्प लाइटको रूपमा 1064 nm लेजरको साथ, उत्पन्न हुने स्टोक्स तरंगदैर्ध्य प्राय: 1064.01 nm मात्र हुन्छ, तर यसको अर्थ यो पनि हो कि यसको क्वान्टम रूपान्तरण दक्षता अत्यन्त उच्च छ (सिद्धान्तमा 99.99% सम्म)। थप रूपमा, किनभने माध्यमको Brillouin गेन लाइनविड्थ सामान्यतया MHZ-ghz को क्रमको हुन्छ (केही ठोस मिडियाको Brillouin गेन लाइनविथ लगभग 10 MHz मात्र हुन्छ), यो लेजर काम गर्ने पदार्थको लाभ लाइनविथ भन्दा धेरै कम छ। 100 GHz को अर्डरको, त्यसैले, Brillouin लेजरमा उत्तेजित स्टोक्सले गुहामा धेरै एम्प्लीफिकेशन पछि स्पष्ट स्पेक्ट्रम संकुचित घटना देखाउन सक्छ, र यसको आउटपुट लाइन चौडाइ पम्प लाइन चौडाइ भन्दा म्याग्निच्युडको धेरै अर्डरहरू हो। हाल, Brillouin लेजर फोटोनिक्स क्षेत्र मा एक अनुसन्धान हटस्पट भएको छ, र त्यहाँ धेरै साँघुरो लाइनविथ आउटपुट को Hz र sub-Hz क्रम मा धेरै रिपोर्टहरू छन्।

हालैका वर्षहरूमा, वेभगाइड संरचनाको साथ ब्रिल्युइन उपकरणहरू को क्षेत्रमा देखा परेका छन्माइक्रोवेव फोटोनिक्स, र लघुकरण, उच्च एकीकरण र उच्च रिजोल्युसनको दिशामा द्रुत रूपमा विकास गर्दैछ। थप रूपमा, हीरा जस्ता नयाँ क्रिस्टल सामग्रीहरूमा आधारित अन्तरिक्षमा चल्ने ब्रिल्युइन लेजरले पनि विगत दुई वर्षमा मानिसहरूको दृष्टिमा प्रवेश गरेको छ, वेभगाइड संरचना र क्यास्केड एसबीएस बोटलनेकको शक्तिमा यसको अभिनव सफलता, ब्रिल्युइन लेजरको शक्ति। 10 W परिमाणमा, यसको अनुप्रयोग विस्तारको लागि जग राख्दै।
सामान्य जंक्शन
अत्याधुनिक ज्ञानको निरन्तर अन्वेषणको साथ, संकीर्ण लाइनविथ लेजरहरू उनीहरूको उत्कृष्ट प्रदर्शनको साथ वैज्ञानिक अनुसन्धानमा अपरिहार्य उपकरण बनेका छन्, जस्तै गुरुत्वाकर्षण तरंग पत्ता लगाउनको लागि लेजर इन्टरफेरोमिटर LIGO, जसले एकल-फ्रिक्वेन्सी संकीर्ण लाइनविथ प्रयोग गर्दछ।लेजरबीज स्रोतको रूपमा 1064 nm को तरंग लम्बाइको साथ, र बीज प्रकाशको रेखा चौडाइ 5 kHz भित्र छ। थप रूपमा, तरंगदैर्ध्य ट्युनेबल र कुनै मोड जम्प भएका साँघुरो-चौडाइ लेजरहरूले पनि उत्कृष्ट अनुप्रयोग क्षमता देखाउँछन्, विशेष गरी सुसंगत संचारहरूमा, जसले तरंग दैर्ध्य (वा फ्रिक्वेन्सी) को लागि तरंगदैर्ध्य विभाजन मल्टिप्लेक्सिङ (WDM) वा फ्रिक्वेन्सी डिभिजन मल्टिप्लेक्सिङ (FDM) को आवश्यकताहरू पूर्ण रूपमा पूरा गर्न सक्छ। ) ट्युनेबिलिटी, र मोबाइल सञ्चार प्रविधिको अर्को पुस्ताको मुख्य यन्त्र बन्ने अपेक्षा गरिएको छ।
भविष्यमा, लेजर सामग्री र प्रशोधन प्रविधिको आविष्कारले लेजर लाइनविथको सङ्कुचन, फ्रिक्वेन्सी स्थिरताको सुधार, तरंगदैर्ध्य दायराको विस्तार र शक्तिको सुधारलाई बढावा दिनेछ, जसले अज्ञात संसारको मानव अन्वेषणको लागि मार्ग प्रशस्त गर्नेछ।