આજે, આપણે આત્યંતિક - સાંકડી લાઇનવિડ્થ લેસર માટે "એકવિધ રંગીન" લેસર રજૂ કરીશું. તેનો ઉદભવ લેસરના ઘણા એપ્લિકેશન ક્ષેત્રોમાં ગાબડા ભરે છે, અને તાજેતરના વર્ષોમાં ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગ તપાસ, લિડર, ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ સેન્સિંગ, હાઇ-સ્પીડ સુસંગત ઓપ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે, જે એક "મિશન" છે જે ફક્ત લેસર પાવરમાં સુધારો કરીને પૂર્ણ કરી શકાતું નથી.
એક સાંકડી લાઇનવિડ્થ લેસર શું છે?
શબ્દ "લાઇન પહોળાઈ" એ ફ્રીક્વન્સી ડોમેનમાં લેસરની સ્પેક્ટ્રલ લાઇન પહોળાઈનો સંદર્ભ આપે છે, જે સામાન્ય રીતે સ્પેક્ટ્રમ (એફડબ્લ્યુએચએમ) ની અર્ધ-પીક પૂર્ણ પહોળાઈની દ્રષ્ટિએ પ્રમાણિત કરવામાં આવે છે. લાઇનવિડ્થ મુખ્યત્વે ઉત્સાહિત અણુઓ અથવા આયનોના સ્વયંભૂ કિરણોત્સર્ગથી પ્રભાવિત થાય છે, તબક્કો અવાજ, રેઝોનેટરનું યાંત્રિક કંપન, તાપમાન જિટર અને અન્ય બાહ્ય પરિબળો. લાઇનની પહોળાઈનું મૂલ્ય જેટલું નાનું છે, સ્પેક્ટ્રમની શુદ્ધતા વધારે છે, એટલે કે, લેસરની એકવિધતા વધુ સારી છે. આવી લાક્ષણિકતાઓવાળા લેસરોમાં સામાન્ય રીતે ખૂબ જ ઓછો તબક્કો અથવા આવર્તન અવાજ હોય છે અને ખૂબ ઓછી સંબંધિત તીવ્રતાનો અવાજ હોય છે. તે જ સમયે, લેસરનું રેખીય પહોળાઈ મૂલ્ય જેટલું નાનું છે, તે અનુરૂપ સુસંગતતા જેટલું મજબૂત છે, જે અત્યંત લાંબી સુસંગત લંબાઈ તરીકે પ્રગટ થાય છે.
સાંકડી લાઇનવિડ્થ લેસરની અનુભૂતિ અને એપ્લિકેશન
લેસરના કાર્યકારી પદાર્થની અંતર્ગત ગેઇન લાઇનવિડ્થ દ્વારા મર્યાદિત, પરંપરાગત ઓસિલેટર પર જ આધાર રાખીને સાંકડી લાઇનવિડ્થ લેસરના આઉટપુટને સીધો ખ્યાલ કરવો લગભગ અશક્ય છે. સાંકડી લાઇનવિડ્થ લેસરની કામગીરીને સાકાર કરવા માટે, સામાન્ય રીતે ફિલ્ટર્સ, ગ્ર ting ટિંગ અને અન્ય ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે, ગેઇન સ્પેક્ટ્રમમાં રેખાંશિક મોડ્યુલસને મર્યાદિત કરવા અથવા પસંદ કરવા માટે, રેખાંશ મોડ્સ વચ્ચેના ચોખ્ખા લાભનો તફાવત વધારવો, જેથી લાસર રિઝોનેટરમાં થોડા અથવા ફક્ત એક રેખાંશ મોડ ઓસિલેશન હોય. આ પ્રક્રિયામાં, લેસર આઉટપુટ પર અવાજના પ્રભાવને નિયંત્રિત કરવા, અને બાહ્ય વાતાવરણના કંપન અને તાપમાનના ફેરફારોને કારણે થતી સ્પેક્ટ્રલ લાઇનોના વિસ્તરણને ઘટાડવું ઘણીવાર જરૂરી છે; તે જ સમયે, અવાજના સ્ત્રોતને સમજવા અને લેસરની રચનાને optim પ્ટિમાઇઝ કરવા માટે, તે તબક્કા અથવા આવર્તન અવાજ સ્પેક્ટ્રલ ઘનતાના વિશ્લેષણ સાથે પણ જોડી શકાય છે, જેથી સાંકડી લાઇનવિડ્થ લેસરનું સ્થિર આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરી શકાય.
ચાલો લેસરોની વિવિધ કેટેગરીઝના સાંકડી લાઇનવિડ્થ operation પરેશનની અનુભૂતિ પર એક નજર કરીએ.
સેમિકન્ડક્ટર લેસરો પાસે કોમ્પેક્ટ કદ, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, લાંબા જીવન અને આર્થિક લાભોના ફાયદા છે.
ફેબ્રી-પેરોટ (એફપી) પરંપરાગતમાં વપરાયેલ opt પ્ટિકલ રેઝોનેટરસેમિકન્ડક્ટરસામાન્ય રીતે મલ્ટિ-લોંગ્યુટ્યુડિનલ મોડમાં c સિલેટ્સ, અને આઉટપુટ લાઇનની પહોળાઈ પ્રમાણમાં પહોળી હોય છે, તેથી સાંકડી લાઇનની પહોળાઈનું આઉટપુટ મેળવવા માટે opt પ્ટિકલ પ્રતિસાદ વધારવો જરૂરી છે.
વિતરિત પ્રતિસાદ (ડીએફબી) અને વિતરિત બ્રેગ રિફ્લેક્શન (ડીબીઆર) એ બે લાક્ષણિક આંતરિક ઓપ્ટિકલ પ્રતિસાદ સેમિકન્ડક્ટર લેસરો છે. નાના ગ્રેટિંગ પિચ અને સારી તરંગલંબાઇની પસંદગીને લીધે, સ્થિર સિંગલ-ફ્રીક્વન્સી સાંકડી લાઇનવિડ્થ આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરવું સરળ છે. બે રચનાઓ વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત એ જાળીની સ્થિતિ છે: ડીએફબી સ્ટ્રક્ચર સામાન્ય રીતે રેઝોનેટરમાં બ્ર g ગ ગ્રેટિંગની સામયિક રચનાનું વિતરણ કરે છે, અને ડીબીઆરનો રેઝોનેટર સામાન્ય રીતે પ્રતિબિંબ ઝંખના માળખા અને અંતની સપાટીમાં એકીકૃત લાભ ક્ષેત્રથી બનેલો હોય છે. આ ઉપરાંત, ડીએફબી લેસરો ઓછી રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ કોન્ટ્રાસ્ટ અને ઓછી પ્રતિબિંબ સાથે એમ્બેડ કરેલા ગ્રેટિંગ્સનો ઉપયોગ કરે છે. ડીબીઆર લેસરો ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ કોન્ટ્રાસ્ટ અને ઉચ્ચ પ્રતિબિંબ સાથે સપાટીના ગ્રેટિંગ્સનો ઉપયોગ કરે છે. બંને સ્ટ્રક્ચર્સમાં મોટી મફત સ્પેક્ટ્રલ રેન્જ હોય છે અને થોડા નેનોમીટર્સની શ્રેણીમાં મોડ જમ્પ વિના તરંગલંબાઇ ટ્યુનિંગ કરી શકે છે, જ્યાં ડીબીઆર લેસરની કરતાં વિશાળ ટ્યુનિંગ રેન્જ છેડીએફબી લેસર. આ ઉપરાંત, બાહ્ય પોલાણ opt પ્ટિકલ પ્રતિસાદ તકનીક, જે સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપના આઉટગોઇંગ લાઇટને પ્રતિસાદ આપવા માટે બાહ્ય opt પ્ટિકલ તત્વોનો ઉપયોગ કરે છે અને આવર્તન પસંદ કરે છે, તે સેમિકન્ડક્ટર લેસરના સાંકડી લાઇનવિડ્થ ઓપરેશનને પણ અનુભવી શકે છે.
(2) ફાઇબર લેસરો
ફાઇબર લેસરોમાં ઉચ્ચ પંપ રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા, સારી બીમ ગુણવત્તા અને ઉચ્ચ કપ્લિંગ કાર્યક્ષમતા હોય છે, જે લેસર ક્ષેત્રમાં ગરમ સંશોધન વિષયો છે. માહિતી વયના સંદર્ભમાં, ફાઇબર લેસરો બજારમાં વર્તમાન opt પ્ટિકલ ફાઇબર કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સ સાથે સારી સુસંગતતા ધરાવે છે. સાંકડી લાઇન પહોળાઈ, નીચા અવાજ અને સારા સુસંગતતાના ફાયદાઓ સાથે સિંગલ-ફ્રીક્વન્સી ફાઇબર લેસર તેના વિકાસની મહત્વપૂર્ણ દિશાઓમાંની એક બની ગઈ છે.
સિંગલ રેખાંશિક મોડ operation પરેશન એ સાંકડી લાઇન-પહોળાઈના આઉટપુટને પ્રાપ્ત કરવા માટે ફાઇબર લેસરનો મુખ્ય ભાગ છે, સામાન્ય રીતે સિંગલ ફ્રીક્વન્સી ફાઇબર લેસરના રેઝોનેટરની રચના અનુસાર ડીએફબી પ્રકાર, ડીબીઆર પ્રકાર અને રીંગ પ્રકારમાં વહેંચી શકાય છે. તેમાંથી, ડીએફબી અને ડીબીઆર સિંગલ-ફ્રીક્વન્સી ફાઇબર લેસર્સનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત ડીએફબી અને ડીબીઆર સેમિકન્ડક્ટર લેસરો જેવો જ છે.
આકૃતિ 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, ડીએફબી ફાઇબર લેસર ફાઇબરમાં વિતરિત બ્રેગ ગ્રેટિંગ લખવાનું છે. કારણ કે ઓસિલેટરની કાર્યકારી તરંગલંબાઇ ફાઇબર અવધિથી પ્રભાવિત થાય છે, તેથી લોન્ગીટ્યુડિનલ મોડને ગ્રેટિંગના વિતરિત પ્રતિસાદ દ્વારા પસંદ કરી શકાય છે. ડીબીઆર લેસરનો લેસર રેઝોનેટર સામાન્ય રીતે ફાઇબર બ્રેગ ગ્રેટિંગ્સની જોડી દ્વારા રચાય છે, અને એકલ રેખાંશ મોડ મુખ્યત્વે સાંકડી બેન્ડ અને લો રિફ્લેક્ટીવીટી ફાઇબર બ્રેગ ગ્રેટિંગ્સ દ્વારા પસંદ કરવામાં આવે છે. જો કે, તેના લાંબા રેઝોનેટર, જટિલ માળખું અને અસરકારક આવર્તન ભેદભાવ પદ્ધતિના અભાવને કારણે, રીંગ-આકારની પોલાણ મોડ હોપિંગની સંભાવના છે, અને લાંબા સમય સુધી સતત રેખાંશ મોડમાં સ્થિર રીતે કામ કરવું મુશ્કેલ છે.
આકૃતિ 1, એક આવર્તનની બે લાક્ષણિક રેખીય રચનાઓરેસા -લેસરો
પોસ્ટ સમય: નવે -27-2023