Tor chiziqli lazer texnologiyasi ikkinchi qism
1960-yilda dunyodagi birinchi yoqut lazeri yuqori chiqish energiyasi va kengroq to'lqin uzunligi qamrovi bilan ajralib turadigan qattiq holatdagi lazer edi. Qattiq holatdagi lazerning noyob fazoviy tuzilishi uni tor chiziq kengligidagi chiqishni loyihalashda yanada moslashuvchan qiladi. Hozirgi vaqtda qo'llaniladigan asosiy usullar qisqa bo'shliq usuli, bir tomonlama halqa bo'shlig'i usuli, bo'shliq ichidagi standart usul, burish mayatnik rejimidagi bo'shliq usuli, hajmli Bragg panjara usuli va urug' in'ektsiya usulini o'z ichiga oladi.
7-rasmda bir nechta odatiy bir bo'ylama rejimli qattiq holatdagi lazerlarning tuzilishi ko'rsatilgan.
7(a)-rasmda bo'shliq ichidagi FP standartiga asoslangan bitta uzunlamasına rejimni tanlashning ish printsipi ko'rsatilgan, ya'ni standartning tor chiziq kengligi uzatish spektri boshqa uzunlamasına rejimlarning yo'qotilishini oshirish uchun ishlatiladi, shuning uchun boshqa uzunlamasına rejimlar kichik o'tkazuvchanligi tufayli rejim raqobati jarayonida filtrlanadi va shu bilan bitta uzunlamasına rejim ishlashiga erishiladi. Bundan tashqari, FP standartining burchagi va haroratini boshqarish va uzunlamasına rejim oralig'ini o'zgartirish orqali ma'lum bir to'lqin uzunligini sozlash chiqishini olish mumkin. 7(b) va (c)-rasmlarda bitta uzunlamasına rejim chiqishini olish uchun ishlatiladigan tekis bo'lmagan halqa osilatori (NPRO) va burama mayatnik rejimidagi bo'shliq usuli ko'rsatilgan. Ish printsipi nurning rezonatorda bitta yo'nalishda tarqalishini ta'minlash, oddiy tik turgan to'lqin bo'shlig'idagi teskari zarrachalar sonining notekis fazoviy taqsimlanishini samarali ravishda bartaraf etish va shu bilan bitta uzunlamasına rejim chiqishiga erishish uchun fazoviy teshik yonishi effektining ta'siridan qochishdir. Ommaviy Bragg panjarasi (VBG) rejimini tanlash printsipi yuqorida aytib o'tilgan yarimo'tkazgichli va tolali tor chiziqli kenglikdagi lazerlarnikiga o'xshaydi, ya'ni VBG ni filtr elementi sifatida ishlatish orqali, uning yaxshi spektral selektivligi va burchak selektivligiga asoslanib, ossillyator 7(d)-rasmda ko'rsatilgandek, bo'ylama rejimni tanlash rolini bajarish uchun ma'lum bir to'lqin uzunligi yoki diapazonida tebranadi.
Shu bilan birga, uzunlamasına rejimni tanlash aniqligini oshirish, chiziq kengligini yanada toraytirish yoki chiziqli bo'lmagan chastota transformatsiyasi va boshqa vositalarni joriy etish orqali rejim raqobatining intensivligini oshirish va tor chiziq kengligida ishlayotganda lazerning chiqish to'lqin uzunligini kengaytirish ehtiyojlariga qarab bir nechta uzunlamasına rejimni tanlash usullarini birlashtirish mumkin, bu esa tor chiziq kengligida ishlashni qiyinlashtiradi.yarimo'tkazgichli lazervatolali lazerlar.
(4) Brillouin lazeri
Brillouin lazeri past shovqin, tor chiziq kengligi chiqish texnologiyasini olish uchun stimulyatsiya qilingan Brillouin sochilishi (SBS) effektiga asoslangan bo'lib, uning printsipi foton va ichki akustik maydon o'zaro ta'siri orqali Stokes fotonlarining ma'lum bir chastota siljishini hosil qiladi va doimiy ravishda kuchaytirish tarmoqli kengligi ichida kuchaytiriladi.
8-rasmda SBS konversiyasining daraja diagrammasi va Brillouin lazerining asosiy tuzilishi ko'rsatilgan.
Akustik maydonning past tebranish chastotasi tufayli materialning Brillouin chastotasi siljishi odatda atigi 0,1-2 sm-1 ni tashkil qiladi, shuning uchun nasos nuri sifatida 1064 nm lazer ishlatilganda, Stokes to'lqin uzunligi ko'pincha atigi 1064,01 nm ni tashkil qiladi, ammo bu uning kvant konvertatsiya samaradorligi juda yuqori ekanligini ham anglatadi (nazariy jihatdan 99,99% gacha). Bundan tashqari, muhitning Brillouin kuchaytirish chiziq kengligi odatda faqat MGts-gz tartibida bo'lgani uchun (ba'zi qattiq muhitlarning Brillouin kuchaytirish chiziq kengligi atigi 10 MGts atrofida), u 100 GHz tartibidagi lazer ishchi moddasining kuchaytirish chiziq kengligidan ancha past, shuning uchun Brillouin lazerida qo'zg'atilgan Stokes bo'shliqda bir nechta kuchaytirishdan keyin aniq spektr torayishi hodisasini ko'rsatishi mumkin va uning chiqish chizig'i kengligi nasos chizig'i kengligidan bir necha marta torroq. Hozirgi vaqtda Brillouin lazeri fotonika sohasidagi tadqiqot markaziga aylandi va juda tor chiziq kengligi chiqishining Hz va sub-Hz tartibi haqida ko'plab xabarlar mavjud.
So'nggi yillarda sohada to'lqin yo'naltiruvchi tuzilishga ega Brillouin qurilmalari paydo bo'ldimikroto'lqinli fotonikava miniatyuralashtirish, yuqori integratsiya va yuqori aniqlik yo'nalishida tez rivojlanmoqda. Bundan tashqari, olmos kabi yangi kristall materiallarga asoslangan kosmosda ishlaydigan Brillouin lazeri ham so'nggi ikki yil ichida odamlarning tasavvuriga kirdi, uning to'lqin yo'naltiruvchi strukturasi va kaskadli SBS to'sig'i kuchidagi innovatsion yutug'i, Brillouin lazerining 10 Vt kattalikdagi kuchi uning qo'llanilishini kengaytirish uchun poydevor yaratdi.
Umumiy chorraha
Zamonaviy bilimlarni doimiy ravishda o'rganish bilan tor chiziqli lazerlar, masalan, bitta chastotali tor chiziqli kenglikdan foydalanadigan tortishish to'lqinlarini aniqlash uchun LIGO lazer interferometri kabi ajoyib ishlashi bilan ilmiy tadqiqotlarda ajralmas vositaga aylandi.lazerurugʻ manbai sifatida 1064 nm toʻlqin uzunligiga ega va urugʻ nurining chiziq kengligi 5 kHz oraligʻida. Bundan tashqari, toʻlqin uzunligi sozlanishi va rejim sakrashi boʻlmagan tor kenglikdagi lazerlar, ayniqsa, izchil aloqada katta qoʻllanilish salohiyatini namoyish etadi, bu toʻlqin uzunligini (yoki chastotani) sozlash uchun toʻlqin uzunligini boʻlish multiplekslash (WDM) yoki chastotani boʻlish multiplekslash (FDM) ehtiyojlarini mukammal darajada qondira oladi va keyingi avlod mobil aloqa texnologiyalarining asosiy qurilmasiga aylanishi kutilmoqda.
Kelajakda lazer materiallari va ishlov berish texnologiyasining innovatsiyasi lazer chizig'i kengligini siqish, chastota barqarorligini yaxshilash, to'lqin uzunligi diapazonini kengaytirish va quvvatni yaxshilashga yordam beradi, bu esa noma'lum dunyoni inson tomonidan o'rganishga yo'l ochadi.
Nashr vaqti: 2023-yil 29-noyabr