ટ્યુનેબલ લેસરનો વિકાસ અને બજાર સ્થિતિ ભાગ બે

ટ્યુનેબલ લેસરનો વિકાસ અને બજાર સ્થિતિ (ભાગ બે)

કાર્ય સિદ્ધાંતટ્યુનેબલ લેસર

લેસર તરંગલંબાઇ ટ્યુનિંગ પ્રાપ્ત કરવા માટે આશરે ત્રણ સિદ્ધાંતો છે. મોટાભાગનાટ્યુનેબલ લેસરોપહોળી ફ્લોરોસન્ટ રેખાઓ સાથે કાર્યકારી પદાર્થોનો ઉપયોગ કરો. લેસર બનાવતા રેઝોનેટર્સ ખૂબ જ સાંકડી તરંગલંબાઇ શ્રેણીમાં ખૂબ જ ઓછા નુકસાન ધરાવે છે. તેથી, પ્રથમ કેટલાક તત્વો (જેમ કે ગ્રેટિંગ) દ્વારા રેઝોનેટરના ઓછા નુકસાન ક્ષેત્રને અનુરૂપ તરંગલંબાઇ બદલીને લેસરની તરંગલંબાઇ બદલવાનું છે. બીજું કેટલાક બાહ્ય પરિમાણો (જેમ કે ચુંબકીય ક્ષેત્ર, તાપમાન, વગેરે) બદલીને લેસર સંક્રમણના ઉર્જા સ્તરને બદલવાનું છે. ત્રીજું તરંગલંબાઇ પરિવર્તન અને ટ્યુનિંગ પ્રાપ્ત કરવા માટે બિનરેખીય અસરોનો ઉપયોગ છે (નોનલાઇનર ઓપ્ટિક્સ, ઉત્તેજિત રામન સ્કેટરિંગ, ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી ડબલિંગ, ઓપ્ટિકલ પેરામેટ્રિક ઓસિલેશન જુઓ). પ્રથમ ટ્યુનિંગ મોડ સાથે જોડાયેલા લાક્ષણિક લેસરો ડાઇ લેસર્સ, ક્રાયસોબેરિલ લેસર્સ, કલર સેન્ટર લેસર્સ, ટ્યુનેબલ હાઇ-પ્રેશર ગેસ લેસર્સ અને ટ્યુનેબલ એક્સાઇમર લેસર્સ છે.

અનુભૂતિ ટેકનોલોજીના દ્રષ્ટિકોણથી ટ્યુનેબલ લેસર મુખ્યત્વે આમાં વિભાજિત થયેલ છે: વર્તમાન નિયંત્રણ ટેકનોલોજી, તાપમાન નિયંત્રણ ટેકનોલોજી અને યાંત્રિક નિયંત્રણ ટેકનોલોજી.
તેમાંથી, ઇલેક્ટ્રોનિક નિયંત્રણ તકનીક એ ઇન્જેક્શન પ્રવાહને બદલીને તરંગલંબાઇ ટ્યુનિંગ પ્રાપ્ત કરવાની છે, જેમાં NS-સ્તરની ટ્યુનિંગ ગતિ, વિશાળ ટ્યુનિંગ બેન્ડવિડ્થ, પરંતુ નાની આઉટપુટ પાવરનો સમાવેશ થાય છે, જે ઇલેક્ટ્રોનિક નિયંત્રણ તકનીક પર આધારિત છે, મુખ્યત્વે SG-DBR (સેમ્પલિંગ ગ્રેટિંગ DBR) અને GCSR લેસર (સહાયક ગ્રેટિંગ ડાયરેક્શનલ કપ્લિંગ બેકવર્ડ-સેમ્પલિંગ રિફ્લેક્શન). તાપમાન નિયંત્રણ તકનીક લેસર સક્રિય ક્ષેત્રના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સને બદલીને લેસરની આઉટપુટ તરંગલંબાઇમાં ફેરફાર કરે છે. તકનીક સરળ છે, પરંતુ ધીમી છે, અને તેને ફક્ત થોડા nm ની સાંકડી બેન્ડ પહોળાઈ સાથે ગોઠવી શકાય છે. તાપમાન નિયંત્રણ તકનીક પર આધારિત મુખ્ય છે.DFB લેસર(વિતરિત પ્રતિસાદ) અને DBR લેસર (વિતરિત બ્રેગ પ્રતિબિંબ). યાંત્રિક નિયંત્રણ મુખ્યત્વે MEMS (માઇક્રો-ઇલેક્ટ્રો-મિકેનિકલ સિસ્ટમ) ટેકનોલોજી પર આધારિત છે જે તરંગલંબાઇની પસંદગી પૂર્ણ કરે છે, જેમાં મોટી એડજસ્ટેબલ બેન્ડવિડ્થ, ઉચ્ચ આઉટપુટ પાવર હોય છે. યાંત્રિક નિયંત્રણ ટેકનોલોજી પર આધારિત મુખ્ય માળખાં DFB (વિતરિત પ્રતિસાદ), ECL (બાહ્ય પોલાણ લેસર) અને VCSEL (વર્ટિકલ પોલાણ સપાટી ઉત્સર્જક લેસર) છે. ટ્યુનેબલ લેસરોના સિદ્ધાંતના આ પાસાઓ પરથી નીચે મુજબ સમજાવવામાં આવ્યું છે.

ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન એપ્લિકેશન

ટ્યુનેબલ લેસર એ નવી પેઢીના ગાઢ તરંગલંબાઇ વિભાગ મલ્ટિપ્લેક્સિંગ સિસ્ટમ અને ઓલ-ઓપ્ટિકલ નેટવર્કમાં ફોટોન એક્સચેન્જમાં એક મુખ્ય ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણ છે. તેનો ઉપયોગ ઓપ્ટિકલ ફાઇબર ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમની ક્ષમતા, સુગમતા અને માપનીયતામાં ઘણો વધારો કરે છે, અને વિશાળ તરંગલંબાઇ શ્રેણીમાં સતત અથવા અર્ધ-સતત ટ્યુનિંગને સાકાર કરે છે.
વિશ્વભરની કંપનીઓ અને સંશોધન સંસ્થાઓ ટ્યુનેબલ લેસરોના સંશોધન અને વિકાસને સક્રિયપણે પ્રોત્સાહન આપી રહી છે, અને આ ક્ષેત્રમાં સતત નવી પ્રગતિ થઈ રહી છે. ટ્યુનેબલ લેસરોનું પ્રદર્શન સતત સુધરી રહ્યું છે અને ખર્ચ સતત ઓછો થઈ રહ્યો છે. હાલમાં, ટ્યુનેબલ લેસર મુખ્યત્વે બે શ્રેણીઓમાં વિભાજિત છે: સેમિકન્ડક્ટર ટ્યુનેબલ લેસર અને ટ્યુનેબલ ફાઇબર લેસર.
સેમિકન્ડક્ટર લેસરઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમમાં એક મહત્વપૂર્ણ પ્રકાશ સ્ત્રોત છે, જેમાં નાના કદ, હલકા વજન, ઉચ્ચ રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા, પાવર સેવિંગ વગેરેની લાક્ષણિકતાઓ છે, અને અન્ય ઉપકરણો સાથે સિંગલ ચિપ ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક એકીકરણ પ્રાપ્ત કરવું સરળ છે. તેને ટ્યુનેબલ ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ ફીડબેક લેસર, ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ બ્રેગ મિરર લેસર, માઇક્રોમોટર સિસ્ટમ વર્ટિકલ કેવિટી સરફેસ એમિટિંગ લેસર અને એક્સટર્નલ કેવિટી સેમિકન્ડક્ટર લેસરમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.
ગેઇન માધ્યમ તરીકે ટ્યુનેબલ ફાઇબર લેસરનો વિકાસ અને પંપ સ્ત્રોત તરીકે સેમિકન્ડક્ટર લેસર ડાયોડના વિકાસથી ફાઇબર લેસરોના વિકાસને ખૂબ પ્રોત્સાહન મળ્યું છે. ટ્યુનેબલ લેસર ડોપેડ ફાઇબરના 80nm ગેઇન બેન્ડવિડ્થ પર આધારિત છે, અને લેસિંગ તરંગલંબાઇને નિયંત્રિત કરવા અને તરંગલંબાઇ ટ્યુનિંગને સાકાર કરવા માટે ફિલ્ટર તત્વ લૂપમાં ઉમેરવામાં આવે છે.
ટ્યુનેબલ સેમિકન્ડક્ટર લેસરનો વિકાસ વિશ્વમાં ખૂબ જ સક્રિય છે, અને પ્રગતિ પણ ખૂબ જ ઝડપી છે. જેમ જેમ ટ્યુનેબલ લેસરો ધીમે ધીમે કિંમત અને કામગીરીની દ્રષ્ટિએ ફિક્સ્ડ વેવલેન્થ લેસરોનો સંપર્ક કરે છે, તેમ તેમ તેમનો ઉપયોગ અનિવાર્યપણે સંચાર પ્રણાલીઓમાં વધુને વધુ થશે અને ભવિષ્યના ઓલ-ઓપ્ટિકલ નેટવર્ક્સમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવશે.

વિકાસની સંભાવના
ટ્યુનેબલ લેસરના ઘણા પ્રકારો છે, જે સામાન્ય રીતે વિવિધ સિંગલ-તરંગલંબાઇ લેસરોના આધારે તરંગલંબાઇ ટ્યુનિંગ મિકેનિઝમ્સ રજૂ કરીને વિકસાવવામાં આવે છે, અને કેટલીક કોમોડિટીઝ આંતરરાષ્ટ્રીય સ્તરે બજારમાં પૂરી પાડવામાં આવી છે. સતત ઓપ્ટિકલ ટ્યુનેબલ લેસરોના વિકાસ ઉપરાંત, સંકલિત અન્ય કાર્યો સાથે ટ્યુનેબલ લેસર પણ નોંધાયા છે, જેમ કે VCSEL ની સિંગલ ચિપ અને ઇલેક્ટ્રિકલ શોષણ મોડ્યુલેટર સાથે સંકલિત ટ્યુનેબલ લેસર, અને સેમ્પલ ગ્રેટિંગ બ્રેગ રિફ્લેક્ટર અને સેમિકન્ડક્ટર ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયર અને ઇલેક્ટ્રિકલ શોષણ મોડ્યુલેટર સાથે સંકલિત લેસર.
તરંગલંબાઇ ટ્યુનેબલ લેસરનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થતો હોવાથી, વિવિધ માળખાના ટ્યુનેબલ લેસરને વિવિધ સિસ્ટમો પર લાગુ કરી શકાય છે, અને દરેકના ફાયદા અને ગેરફાયદા છે. બાહ્ય પોલાણ સેમિકન્ડક્ટર લેસરનો ઉપયોગ ચોકસાઇ પરીક્ષણ સાધનોમાં વાઇડબેન્ડ ટ્યુનેબલ પ્રકાશ સ્ત્રોત તરીકે કરી શકાય છે કારણ કે તેની ઉચ્ચ આઉટપુટ શક્તિ અને સતત ટ્યુનેબલ તરંગલંબાઇ છે. ફોટોન એકીકરણ અને ભવિષ્યના ઓલ-ઓપ્ટિકલ નેટવર્કને પૂર્ણ કરવાના દ્રષ્ટિકોણથી, નમૂના ગ્રેટિંગ DBR, સુપરસ્ટ્રક્ચર્ડ ગ્રેટિંગ DBR અને મોડ્યુલેટર અને એમ્પ્લીફાયર સાથે સંકલિત ટ્યુનેબલ લેસરો Z માટે આશાસ્પદ ટ્યુનેબલ પ્રકાશ સ્ત્રોતો હોઈ શકે છે.
બાહ્ય પોલાણ સાથે ફાઇબર ગ્રેટિંગ ટ્યુનેબલ લેસર પણ એક આશાસ્પદ પ્રકારનો પ્રકાશ સ્ત્રોત છે, જેમાં સરળ માળખું, સાંકડી રેખા પહોળાઈ અને સરળ ફાઇબર જોડાણ છે. જો EA મોડ્યુલેટરને પોલાણમાં એકીકૃત કરી શકાય છે, તો તેનો ઉપયોગ હાઇ સ્પીડ ટ્યુનેબલ ઓપ્ટિકલ સોલિટન સ્ત્રોત તરીકે પણ થઈ શકે છે. વધુમાં, ફાઇબર લેસર પર આધારિત ટ્યુનેબલ ફાઇબર લેસરોએ તાજેતરના વર્ષોમાં નોંધપાત્ર પ્રગતિ કરી છે. એવી અપેક્ષા રાખી શકાય છે કે ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન લાઇટ સ્ત્રોતોમાં ટ્યુનેબલ લેસરોનું પ્રદર્શન વધુ સુધરશે, અને બજાર હિસ્સો ધીમે ધીમે વધશે, ખૂબ જ તેજસ્વી એપ્લિકેશન સંભાવનાઓ સાથે.