Tor chiziqli lazer texnologiyasi Ikkinchi qism

Tor chiziqli lazer texnologiyasi Ikkinchi qism

(3)Qattiq holatdagi lazer

1960 yilda dunyodagi birinchi yoqutli lazer qattiq holatda lazer bo'lib, yuqori chiqish energiyasi va kengroq to'lqin uzunligi qamrovi bilan ajralib turadi.Qattiq holatdagi lazerning noyob fazoviy tuzilishi uni tor chiziq kengligini loyihalashda yanada moslashuvchan qiladi.Hozirgi vaqtda amalga oshirilgan asosiy usullar orasida qisqa bo'shliq usuli, bir tomonlama halqa bo'shlig'i usuli, intrakavit standart usuli, torsion sarkaç rejimi bo'shlig'i usuli, hajmli Bragg panjara usuli va urug'larni quyish usuli mavjud.

7-rasmda bir nechta tipik bir uzunlamasına rejimli qattiq holatdagi lazerlarning tuzilishi ko'rsatilgan.

Shakl 7(a)da bo'shliq ichidagi FP standarti asosida yagona uzunlamasına rejimni tanlashning ishlash printsipi ko'rsatilgan, ya'ni standartning tor chiziqli uzatish spektri boshqa uzunlamasına rejimlarning yo'qolishini oshirish uchun ishlatiladi, shuning uchun boshqa uzunlamasına rejimlar Yagona uzunlamasına rejimda ishlashga erishish uchun kichik o'tkazuvchanlik tufayli rejim raqobat jarayonida filtrlanadi.Bundan tashqari, FP standartining burchagi va haroratini nazorat qilish va uzunlamasına rejim oralig'ini o'zgartirish orqali to'lqin uzunligini sozlashning ma'lum bir diapazonini olish mumkin.ANJIR.7 (b) va (c) tekis bo'lmagan halqali osilatorni (NPRO) va bitta uzunlamasına rejim chiqishini olish uchun ishlatiladigan burilish mayatnik rejimi bo'shlig'i usulini ko'rsatadi.Ish printsipi - nurning rezonatorda bir yo'nalishda tarqalishini ta'minlash, oddiy turgan to'lqin bo'shlig'idagi teskari zarralar sonining notekis fazoviy taqsimlanishini samarali ravishda bartaraf etish va shu bilan fazoviy teshikning yonish effekti ta'siridan qochishdir. bitta uzunlamasına rejim chiqishi.Ommaviy Bragg panjarasi (VBG) rejimini tanlash printsipi yuqorida aytib o'tilgan yarimo'tkazgichli va tolali tor chiziqli lazerlarga o'xshaydi, ya'ni VBG dan filtr elementi sifatida, uning yaxshi spektral selektivligi va burchak selektivligi asosida osilatorni ishlatadi. Shakl 7(d) da ko'rsatilganidek, uzunlamasına rejimni tanlash roliga erishish uchun ma'lum bir to'lqin uzunligi yoki bandida tebranadi.
Shu bilan birga, bo'ylama rejimni tanlashning aniqligini yaxshilash, chiziq kengligini yanada toraytirish yoki chiziqli bo'lmagan chastota transformatsiyasini va boshqa vositalarni joriy etish orqali rejimning raqobat intensivligini oshirish va chiqish to'lqin uzunligini kengaytirish ehtiyojlariga ko'ra bir nechta uzunlamasına rejimni tanlash usullari birlashtirilishi mumkin. lazer tor chiziq kengligida ishlayotganda, buni qilish qiyinyarimo'tkazgichli lazervatolali lazerlar.

(4) Brillouin lazeri

Brillouin lazeri past shovqin, tor chiziq kengligi chiqarish texnologiyasini olish uchun stimulyatsiya qilingan Brillouin tarqalishi (SBS) effektiga asoslangan bo'lib, uning printsipi Stokes fotonlarining ma'lum chastotali siljishini hosil qilish uchun foton va ichki akustik maydon o'zaro ta'siridan iborat va doimiy ravishda kuchaytiriladi. o'tkazish qobiliyatiga ega bo'ling.

8-rasmda SBS konvertatsiyasining daraja diagrammasi va Brillouin lazerining asosiy tuzilishi ko'rsatilgan.

Akustik maydonning past tebranish chastotasi tufayli materialning Brillouin chastotasining siljishi odatda faqat 0,1-2 sm-1 ni tashkil qiladi, shuning uchun nasos nuri sifatida 1064 nm lazer bilan hosil bo'lgan Stokes to'lqin uzunligi ko'pincha atigi 1064,01 nm ni tashkil qiladi, lekin bu ham uning kvant konvertatsiya samaradorligi nihoyatda yuqori ekanligini bildiradi (nazariyada 99,99% gacha).Bunga qo'shimcha ravishda, vositaning Brillouin o'sish chizig'i kengligi odatda faqat MHZ-gts darajasida bo'lganligi sababli (ba'zi qattiq muhitlarning Brillouin olish chizig'ining kengligi atigi 10 MGts ni tashkil qiladi), u lazer ishlaydigan moddaning o'sish chizig'idan ancha kam. 100 gigagertsli tezlikda, shuning uchun Brillouin lazerida hayajonlangan Stokes bo'shliqda bir necha marta kuchaytirilgandan so'ng aniq torayish spektrini ko'rsatishi mumkin va uning chiqish liniyasining kengligi nasos liniyasining kengligidan bir necha marta torroqdir.Hozirgi vaqtda Brillouin lazeri fotonika sohasidagi tadqiqot nuqtasiga aylandi va juda tor chiziq kengligi chiqishining Hz va sub-Hz tartibi haqida ko'plab hisobotlar mavjud.

So'nggi yillarda to'lqinli tuzilishga ega Brillouin qurilmalari sohasida paydo bo'ldimikroto'lqinli fotonik, va miniatyura, yuqori integratsiya va yuqori aniqlik yo'nalishida jadal rivojlanmoqda.Bundan tashqari, olmos kabi yangi kristall materiallarga asoslangan kosmosda ishlaydigan Brillouin lazeri ham so'nggi ikki yil ichida odamlarning ko'rish qobiliyatiga kirdi, uning to'lqin o'tkazgich strukturasi va kaskadli SBS to'siqlari, Brillouin lazerining kuchida innovatsion yutug'i. 10 Vt magnitudagacha, uning qo'llanilishini kengaytirish uchun asos yaratadi.
Umumiy birikma
Eng ilg'or bilimlarni uzluksiz tadqiq qilish natijasida tor chiziqli lazerlar o'zlarining mukammal ishlashi bilan ilmiy tadqiqotlarda ajralmas vositaga aylandi, masalan, bir chastotali tor chiziq kengligidan foydalanadigan tortishish to'lqinlarini aniqlash uchun lazer interferometri LIGOlazerurug' manbai sifatida 1064 nm to'lqin uzunligi bilan va urug' nurining chiziq kengligi 5 kHz ichida.Bundan tashqari, to'lqin uzunligi sozlanishi va rejimga sakrashi mumkin bo'lmagan tor kenglikdagi lazerlar, ayniqsa, to'lqin uzunligi (yoki chastotasi) uchun to'lqin uzunligini bo'linish multipleksatsiyasi (WDM) yoki chastota bo'linishi multipleksatsiyasi (FDM) ehtiyojlarini mukammal darajada qondirishi mumkin bo'lgan kogerent aloqada katta dastur potentsialini ko'rsatadi. ) sozlanishi va keyingi avlod mobil aloqa texnologiyasining asosiy qurilmasiga aylanishi kutilmoqda.
Kelajakda lazer materiallari va qayta ishlash texnologiyasining innovatsiyasi lazer chizig'ining kengligini siqish, chastota barqarorligini yaxshilash, to'lqin uzunligi diapazonini kengaytirish va quvvatni yaxshilashga yordam beradi, noma'lum dunyoni insoniy tadqiq qilish uchun yo'l ochadi.