Εξαιρετικό στενό λέιζερ γραμμής, τύποι, αρχή εργασίας, λειτουργίες, εφαρμογές

ΕναΛέιζερ εξαιρετικά στενού γραμμής είναι μια πηγή λέιζερ που έχει σχεδιαστεί για να παράγει μια δέσμη λέιζερ με ένα εξαιρετικά μικρό φασματικό γραμμικό εύρος-συχνά στην περιοχή μερικών kHz μέχρι μερικά Hz . τέτοια λέιζερ παρέχουν εξαιρετικά συνεκτικό φως με εξαιρετική σταθερότητα συχνότητας, που είναι κρίσιμες για τις εφαρμογές ακρίβειας στην επιστήμη, τις τηλεπικοινωνίες και την ανίχνευση.}

Τύποι εξαιρετικά στενών λέιζερ γραμμής

Τα λέιζερ κατανεμημένης ανατροφοδότησης (DFB) με εξωτερική κοιλότητα

Τα τυπικά λέιζερ DFB ενσωματωμένα με εξωτερικές κοιλότητες ή στοιχεία ανατροφοδότησης για τη μείωση του γραμμικού εύρους .

Κατάλληλο για εφαρμογές τηλεπικοινωνιών και ανίχνευσης που χρειάζονται μέτρια στενότητα γραμμής .

Τα λέιζερ διόδου εξωτερικής κοιλότητας (ECDL)

Χρησιμοποιήστε ένα τσιπ λέιζερ διόδου που συνδέεται με ένα εξωτερικό πλέγμα διάθλασης ή άλλο επιλεκτικό μήκος κύματος .

Επιτύχετε γραμμικά ζητήματα στην περιοχή KHz έως Sub-KHz .

Χρησιμοποιείται ευρέως σε φασματοσκοπία και ατομική φυσική .

Λέιζερ ινών με εξαιρετικά στενό γραμμικό εύρος

Χρησιμοποιήστε κοιλότητες μεγάλων ινών με εξαιρετικά αντανακλαστικά πλέγματα ινών Bragg (FBGS) .

Παρέχετε στενό γραμμικό εύρος και υψηλή ισχύ με καλή ποιότητα δέσμης .

Δημοφιλές στο lidar και ανίχνευση .

Λέιζερ στερεάς κατάστασης μονής συχνότητας

Παραδείγματα περιλαμβάνουν Lasers ND: YAG με Etalon ή σταθεροποίηση συχνότητας σχάρας .

Παρέχετε εξαιρετικά σημεία γραμμής (κάτω από Hz ή Sub-Hz) με υψηλή ισχύ και σταθερότητα .

Χρησιμοποιείται στη μέτρηση μετρολογίας και ακριβείας .

Διανεμημένα λέιζερ ανακλαστήρα Bragg (DBR)

Παρόμοια με το DFB αλλά με ένα διακριτό ανακλαστήρα Bragg εξωτερικό με το μέσο κέρδους.

Στενό γραμμικό εύρος κατάλληλο για επικοινωνίες και ανίχνευση .

Λέιζερ στενής γραμμής με βάση το microresonator

Χρησιμοποιήστε συντονιστές λειτουργίας ψιθυρίσματος ή συντονιστές μικρο-δακτυλίου ως στοιχεία επιλεκτικής συχνότητας .

Αναδυόμενη τεχνολογία για συμπαγείς, εξαιρετικά σταθερές πηγές .

Τα κβαντικά λέιζερ (QCL) με τεχνικές στενής γραμμής

Για λειτουργία μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας, QCLS με εξωτερικές μεθόδους σταθεροποίησης .

Αρχή εργασίας

Προσδιορισμός φασματικής γραμμής:

Το εύρος γραμμής ενός λέιζερ καθορίζεται απόθόρυβος φάσης, μήκος κοιλότητας, Κερδίστε μεσαίες ιδιότητες, καιΜηχανισμοί ανατροφοδότησης.

Τα εξαιρετικά στενά λέιζερ σε εύθραυστα χρησιμοποιούν εκτεταμένες κοιλότητες ή συντονιστές υψηλού q για να αυξήσουν τη διάρκεια ζωής των φωτονίων και να μειώσουν τις διακυμάνσεις της φάσης .

Εξωτερική επιλεκτική ανατροφοδότηση συχνότητας:

Στοιχεία όπως σχάρες περίθλασης, etalons ή fiber bragg gratings παρέχουν στενό φασματικό φιλτράρισμα .

Αυτή η ανατροφοδότηση περιορίζει το φάσμα εκπομπών, αναγκάζοντας το Laseing σε ένα μόνο διαμήκη λειτουργία .

Ενεργή και παθητική σταθεροποίηση:

Ενεργός σταθεροποίησηΠεριλαμβάνει τον έλεγχο ανατροφοδότησης χρησιμοποιώντας πιεζοηλεκτρικά στοιχεία, έλεγχο θερμοκρασίας ή ρεύμα συντονισμού για να κλειδώσει τη συχνότητα .

Παθητική σταθεροποίησηΧρησιμοποιεί εξαιρετικά σταθερές κοιλότητες ή συντονιστές για την καταστολή του θορύβου συχνότητας .

Μείωση των πηγών θορύβου:

Ο σχεδιασμός ελαχιστοποιεί τον αυθόρμητο θόρυβο εκπομπών, τις θερμικές διακυμάνσεις και τις μηχανικές δονήσεις, οι οποίες συμβάλλουν στη διεύρυνση του γραμμικού είδους .

Συνεκτική έξοδος:

Η δέσμη εξόδου έχει υψηλή χρονική συνοχή και μια σαφώς καθορισμένη συχνότητα, καθιστώντας την ιδανική για ευαίσθητες μετρήσεις παρεμβολών .

Λειτουργίες

Πηγή φωτός υψηλής συνοχής:Παρέχει φως λέιζερ με εξαιρετικά σταθερή συχνότητα και φάση .

Σταθερότητα συχνότητας:Διατηρεί ακριβές μήκος κύματος σε μεγάλες περιόδους και περιβαλλοντικές παραλλαγές .

Λειτουργία διαμήκους διαμήκους:Παράγει έξοδο λέιζερ σε μία μόνο συχνότητα με ελάχιστη λειτουργία hopping .

Θόρυβος χαμηλής φάσης:Βασική για εφαρμογές που απαιτούν ακριβή αναφορά χρονισμού και συχνότητας .

Επιτρέπει τη φασματοσκοπία υψηλής ανάλυσης:Επίλυση λεπτών φασματικών χαρακτηριστικών σε ατομικές, μοριακές και οπτικές μελέτες .

Υποστηρίζει συνεκτικές επικοινωνίες:Επιτρέπει προηγμένες μορφές διαμόρφωσης που απαιτούν σταθερούς μεταφορείς .

Βάση για χτένες συχνότητας και μετρολογία:Το Ultra-Narrow LineWidth είναι κρίσιμο για τα οπτικά ρολόγια και τη μέτρηση ακριβείας .

Αιτήσεις

Φασματοσκοπία υψηλής ανάλυσης

Χρησιμοποιείται για την ανίχνευση ατομικών και μοριακών μεταβάσεων με εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια .

Επιτρέπει την ανίχνευση μικρών μετατοπίσεων στα επίπεδα ενέργειας .

Οπτικά ατομικά ρολόγια και πρότυπα συχνότητας

Παρέχει σταθερές οπτικές αναφορές για τη χρονική εκκίνηση και τη μετρολογία της επόμενης γενιάς .

Συνεκτικές οπτικές επικοινωνίες

Υποστηρίζει συνεκτικές μορφές διαμόρφωσης (QPSK, 16- qam) παρέχοντας σταθερές συχνότητες φορέα .

Επιτρέπει τη μετάδοση δεδομένων υψηλής χωρητικότητας σε μεγάλες αποστάσεις .

Lidar και τηλεπισκόπηση

Βελτιώνει την ανάλυση και την ακρίβεια της εμβέλειας με στενό εύρος γραμμής, λέιζερ θορύβου χαμηλής φάσης .

Χρησιμοποιείται σε ατμοσφαιρική ανίχνευση, αυτόνομα οχήματα και χαρτογράφηση.

Συμβολομετρική ανίχνευση και μετρολογία

Κρίσιμη για τα γυροσκόπια οπτικών ινών, ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων (όπως Ligo) και μετρήσεις μήκους ακριβείας .

Κβαντική οπτική και κβαντικές πληροφορίες

Ενεργοποιεί τον ακριβή έλεγχο των καταστάσεων φωτονίων για την κβαντική επικοινωνία και τον υπολογισμό .

Φωτονική μικροκυμάτων

Μετατροπή εξαιρετικά σταθερών οπτικών σημάτων σε σήματα μικροκυμάτων ή RF με θόρυβο χαμηλής φάσης .

Ψύξη και παγίδευση λέιζερ

Παρέχει σταθερές συχνότητες για άτομα ψύξης και ιόντα σε πειράματα φυσικής .

Συνοπτικός πίνακας