આજે, અમે આત્યંતિક - સાંકડી લાઇનવિડ્થ લેસર માટે "મોનોક્રોમેટિક" લેસર રજૂ કરીશું.તેનો ઉદભવ લેસરના ઘણા એપ્લીકેશન ફીલ્ડમાં અંતરને ભરે છે, અને તાજેતરના વર્ષોમાં ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગ શોધ, liDAR, વિતરિત સેન્સિંગ, હાઇ-સ્પીડ સુસંગત ઓપ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જે એક "મિશન" છે જે કરી શકાતું નથી. માત્ર લેસર પાવર સુધારવા દ્વારા પૂર્ણ.
સાંકડી લાઇનવિડ્થ લેસર શું છે?
"રેખાની પહોળાઈ" શબ્દ ફ્રિક્વન્સી ડોમેનમાં લેસરની સ્પેક્ટ્રલ લાઇન પહોળાઈનો સંદર્ભ આપે છે, જે સામાન્ય રીતે સ્પેક્ટ્રમ (FWHM) ની અડધા-પીક પૂર્ણ પહોળાઈના સંદર્ભમાં પરિમાણિત થાય છે.લાઇનવિડ્થ મુખ્યત્વે ઉત્તેજિત અણુઓ અથવા આયનોના સ્વયંસ્ફુરિત કિરણોત્સર્ગ, તબક્કાના અવાજ, રેઝોનેટરના યાંત્રિક કંપન, તાપમાનના ઝીણા અને અન્ય બાહ્ય પરિબળો દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે.રેખાની પહોળાઈનું મૂલ્ય જેટલું નાનું છે, સ્પેક્ટ્રમની શુદ્ધતા વધારે છે, એટલે કે, લેસરની મોનોક્રોમેટિટી વધુ સારી છે.આવી લાક્ષણિકતાઓ ધરાવતા લેસરોમાં સામાન્ય રીતે ખૂબ જ ઓછો તબક્કો અથવા આવર્તન અવાજ અને ખૂબ જ ઓછો સંબંધિત તીવ્રતાનો અવાજ હોય છે.તે જ સમયે, લેસરની રેખીય પહોળાઈનું મૂલ્ય જેટલું નાનું છે, અનુરૂપ સુસંગતતા વધુ મજબૂત છે, જે અત્યંત લાંબી સુસંગતતા 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 સીધી રીતે અનુભવવું લગભગ અશક્ય છે.સાંકડી લાઇનવિડ્થ લેસરની કામગીરીને સાકાર કરવા માટે, ગેઇન સ્પેક્ટ્રમમાં રેખાંશ મોડ્યુલસને મર્યાદિત કરવા અથવા પસંદ કરવા માટે સામાન્ય રીતે ફિલ્ટર્સ, ગ્રેટિંગ અને અન્ય ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે, રેખાંશ મોડ્સ વચ્ચેના નેટ ગેઇન તફાવતમાં વધારો કરે છે, જેથી લેસર રેઝોનેટરમાં થોડા અથવા તો માત્ર એક રેખાંશ મોડ ઓસિલેશન.આ પ્રક્રિયામાં, લેસર આઉટપુટ પર અવાજના પ્રભાવને નિયંત્રિત કરવા અને બાહ્ય વાતાવરણના કંપન અને તાપમાનના ફેરફારોને કારણે સ્પેક્ટ્રલ રેખાઓના વિસ્તરણને ઘટાડવા માટે ઘણી વાર જરૂરી છે;તે જ સમયે, અવાજના સ્ત્રોતને સમજવા અને લેસરની ડિઝાઇનને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે તેને તબક્કા અથવા આવર્તન અવાજના સ્પેક્ટ્રલ ઘનતાના વિશ્લેષણ સાથે પણ જોડી શકાય છે, જેથી સાંકડી લાઇનવિડ્થ લેસરનું સ્થિર આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરી શકાય.
ચાલો લેસરોની વિવિધ શ્રેણીઓની સાંકડી લાઇનવિડ્થ કામગીરીની અનુભૂતિ પર એક નજર કરીએ.
સેમિકન્ડક્ટર લેસરમાં કોમ્પેક્ટ કદ, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, લાંબુ આયુષ્ય અને આર્થિક લાભના ફાયદા છે.
ફેબ્રી-પેરોટ (FP) ઓપ્ટિકલ રેઝોનેટર પરંપરાગત રીતે વપરાય છેસેમિકન્ડક્ટર લેસરોસામાન્ય રીતે બહુ-રેખાંશ મોડમાં ઓસીલેટ થાય છે, અને આઉટપુટ લાઇનની પહોળાઈ પ્રમાણમાં પહોળી હોય છે, તેથી સાંકડી રેખા પહોળાઈનું આઉટપુટ મેળવવા માટે ઓપ્ટિકલ પ્રતિસાદ વધારવો જરૂરી છે.
ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ ફીડબેક (DFB) અને ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ બ્રેગ રિફ્લેક્શન (DBR) એ બે લાક્ષણિક આંતરિક ઓપ્ટિકલ ફીડબેક સેમિકન્ડક્ટર લેસરો છે.નાની ગ્રેટિંગ પિચ અને સારી તરંગલંબાઇ પસંદગીના કારણે, સ્થિર સિંગલ-ફ્રિકવન્સી સાંકડી લાઇનવિડ્થ આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરવાનું સરળ છે.બે માળખા વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત એ ગ્રેટિંગની સ્થિતિ છે: ડીએફબી માળખું સામાન્ય રીતે સમગ્ર રેઝોનેટરમાં બ્રેગ ગ્રેટિંગની સામયિક રચનાનું વિતરણ કરે છે, અને ડીબીઆરનું રેઝોનેટર સામાન્ય રીતે પ્રતિબિંબ ગ્રૅટિંગ માળખું અને તેમાં સંકલિત ગેઇન ક્ષેત્રનું બનેલું હોય છે. અંતિમ સપાટી.વધુમાં, ડીએફબી લેસરો નીચા રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ કોન્ટ્રાસ્ટ અને ઓછી પરાવર્તકતા સાથે એમ્બેડેડ ગ્રેટિંગ્સનો ઉપયોગ કરે છે.ડીબીઆર લેસરો ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ કોન્ટ્રાસ્ટ અને ઉચ્ચ પરાવર્તકતા સાથે સપાટીની જાળીનો ઉપયોગ કરે છે.બંને સ્ટ્રક્ચર્સમાં વિશાળ ફ્રી સ્પેક્ટ્રલ રેન્જ છે અને તે થોડા નેનોમીટરની રેન્જમાં મોડ જમ્પ કર્યા વિના તરંગલંબાઇ ટ્યુનિંગ કરી શકે છે, જ્યાં DBR લેસરની ટ્યુનિંગ રેન્જ કરતાં વધુ વિશાળ ટ્યુનિંગ રેન્જ છે.DFB લેસર.વધુમાં, બાહ્ય કેવિટી ઓપ્ટિકલ ફીડબેક ટેક્નોલોજી, જે સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપના આઉટગોઇંગ લાઇટને પ્રતિસાદ આપવા અને ફ્રીક્વન્સી પસંદ કરવા માટે બાહ્ય ઓપ્ટિકલ તત્વોનો ઉપયોગ કરે છે, તે સેમિકન્ડક્ટર લેસરની સાંકડી લાઇનવિડ્થ કામગીરીને પણ અનુભવી શકે છે.
(2) ફાઇબર લેસર
ફાઇબર લેસરોમાં ઉચ્ચ પંપ રૂપાંતરણ કાર્યક્ષમતા, સારી બીમ ગુણવત્તા અને ઉચ્ચ કપ્લીંગ કાર્યક્ષમતા હોય છે, જે લેસર ક્ષેત્રમાં સંશોધનના ચર્ચાસ્પદ વિષયો છે.માહિતી યુગના સંદર્ભમાં, ફાઈબર લેસર બજારમાં વર્તમાન ઓપ્ટિકલ ફાઈબર કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સ સાથે સારી સુસંગતતા ધરાવે છે.સાંકડી રેખા પહોળાઈ, ઓછા અવાજ અને સારી સુસંગતતાના ફાયદાઓ સાથે સિંગલ-ફ્રિકવન્સી ફાઈબર લેસર તેના વિકાસની મહત્વપૂર્ણ દિશાઓમાંની એક બની ગઈ છે.
સિંગલ લોન્ગીટુડીનલ મોડ ઓપરેશન એ સાંકડી રેખા-પહોળાઈના આઉટપુટને હાંસલ કરવા માટે ફાઈબર લેસરનો મુખ્ય ભાગ છે, સામાન્ય રીતે સિંગલ ફ્રીક્વન્સી ફાઈબર લેસરના રેઝોનેટરની રચના અનુસાર તેને DFB પ્રકાર, DBR પ્રકાર અને રિંગ પ્રકારમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.તેમાંથી, DFB અને DBR સિંગલ-ફ્રિકવન્સી ફાઇબર લેસરોના કાર્ય સિદ્ધાંત DFB અને DBR સેમિકન્ડક્ટર લેસર જેવા જ છે.
આકૃતિ 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, DFB ફાઇબર લેસર ફાઇબરમાં વિતરિત બ્રેગ ગ્રેટિંગ લખવાનું છે.કારણ કે ઓસિલેટરની કાર્યકારી તરંગલંબાઇ ફાઇબર સમયગાળાથી પ્રભાવિત થાય છે, રેખાંશ મોડને ગ્રેટિંગના વિતરિત પ્રતિસાદ દ્વારા પસંદ કરી શકાય છે.ડીબીઆર લેસરનું લેસર રેઝોનેટર સામાન્ય રીતે ફાઈબર બ્રેગ ગ્રેટીંગ્સની જોડી દ્વારા રચાય છે, અને સિંગલ લોન્ગીટ્યુડીનલ મોડ મુખ્યત્વે સાંકડી બેન્ડ અને ઓછી પરાવર્તકતા ફાઈબર બ્રેગ ગ્રેટીંગ્સ દ્વારા પસંદ કરવામાં આવે છે.જો કે, તેના લાંબા રેઝોનેટર, જટિલ માળખું અને અસરકારક આવર્તન ભેદભાવ મિકેનિઝમના અભાવને કારણે, રિંગ-આકારની પોલાણ મોડ હોપિંગની સંભાવના ધરાવે છે, અને લાંબા સમય સુધી સતત રેખાંશ મોડમાં સ્થિર રીતે કામ કરવું મુશ્કેલ છે.
આકૃતિ 1, સિંગલ ફ્રીક્વન્સીની બે લાક્ષણિક રેખીય રચનાઓફાઇબર લેસરો
પોસ્ટ સમય: નવેમ્બર-27-2023