A hangolható lézer fejlesztése és piaci állapota (második rész)
Dolgozó elvehangolható lézer
Nagyjából három alapelv van a lézerhullám -hangolás eléréséhez. Legtöbbhangolható lézerekHasználjon széles fluoreszkáló vonalakkal rendelkező dolgozó anyagokat. A lézert alkotó rezonátorok nagyon alacsony veszteségekkel rendelkeznek, csak egy nagyon szűk hullámhossz -tartományban. Ezért az első az, hogy megváltoztassa a lézer hullámhosszát azáltal, hogy a rezonátor alacsony veszteségi régiójának megfelelő hullámhosszot (például rács) megváltoztatja. A második az, hogy a lézer átmenet energiaszintjét néhány külső paramétert (például mágneses mező, hőmérséklet stb.) Változtassa meg. A harmadik a nemlineáris hatások használata a hullámhossz -transzformáció és a hangolás eléréséhez (lásd nemlineáris optika, stimulált Raman szórás, optikai frekvencia megduplázódása, optikai parametrikus oszcilláció). Az első hangolási módhoz tartozó tipikus lézerek a festék lézerek, a chrysoberyl lézerek, a színes középső lézerek, a hangolható, nagynyomású gáz lézerek és a hangolható excimer lézerek.
A hangolható lézer a realizációs technológia szempontjából elsősorban a következőkre oszlik: aktuális vezérlési technológia, hőmérséklet -szabályozó technológia és mechanikus vezérlési technológia.
Közülük az elektronikus vezérlési technológia a hullámhossz hangolásának elérése az injekciós áram megváltoztatásával, az NS-szintű hangolási sebességgel, a széles hangjelzésű sávszélességgel, de a kis kimeneti teljesítménygel, az elektronikus vezérlési technológián alapul, elsősorban az SG-DBR (mintavételi rácsos DBR) és a GCSR lézer (kiegészítő rácsos irányú kapcsolási reflektor). A hőmérséklet -szabályozó technológia megváltoztatja a lézer kimeneti hullámhosszát a lézer aktív régió törésmutatójának megváltoztatásával. A technológia egyszerű, de lassú, és csak néhány nm -es keskeny sávszélességgel állítható be. A fő hőmérséklet -szabályozási technológia alapján a legfontosabbDFB lézer(elosztott visszacsatolás) és DBR lézer (elosztott Bragg reflexió). A mechanikus kontroll elsősorban a MEMS (mikroelektro-mechanikai rendszer) technológián alapul, hogy befejezze a hullámhossz kiválasztását, nagy beállítható sávszélességgel, nagy kimeneti teljesítménygel. A mechanikus kontroll technológián alapuló fő struktúrák a DFB (elosztott visszacsatolás), az ECL (külső üreg lézer) és a VCSEL (függőleges üregfelület -kibocsátó lézer). Az alábbiakban ismertetjük a hangolható lézerek elvének ezen aspektusait.
Optikai kommunikációs alkalmazás
A hangolható lézer egy kulcsfontosságú optoelektronikus eszköz a sűrű hullámhosszú multiplexáló rendszer és a fotoncsere új generációjában az egész optikai hálózatban. Alkalmazása nagymértékben növeli az optikai szálátviteli rendszer kapacitását, rugalmasságát és méretezhetőségét, és folyamatos vagy kvázi-folyamatos hangolást váltott ki széles hullámhossz-tartományban.
A vállalatok és a kutatóintézmények szerte a világon aktívan támogatják a hangolható lézerek kutatását és fejlesztését, és ezen a területen folyamatosan új haladás történik. A hangolható lézerek teljesítménye folyamatosan javul, és a költségek folyamatosan csökkennek. Jelenleg a hangolható lézereket elsősorban két kategóriába sorolják: félvezető hangolható lézerek és hangolható szálas lézerek.
Félvezető lézerfontos fényforrás az optikai kommunikációs rendszerben, amelynek jellemzői kis méretű, könnyű, magas konverziós hatékonyság, energiatakarékosság stb. Jellemzői, és könnyen elérhetők az egykori optoelektronikus integráció más eszközökkel való integrációját. Felosztható hangolható elosztott visszacsatoló lézerre, elosztott Bragg Mirror lézerre, mikromotoros rendszer függőleges üregfelületének kibocsátó lézerre és külső üregek félvezető lézerére.
A hangolható szálas lézer fejlõdése erősítő táptalajként és a félvezető lézerdiódának a szivattyúforrásként történő fejlesztése nagymértékben elősegítette a szálas lézerek fejlesztését. A hangolható lézer az adalékolt rost 80 nm -es nyereség sávszélességén alapul, és a szűrőelemet hozzáadják a hurokhoz, hogy szabályozzák a lasing hullámhosszot, és megvalósítsák a hullámhossz hangolását.
A hangolható félvezető lézer kifejlesztése nagyon aktív a világon, és a haladás is nagyon gyors. Mivel a hangolható lézerek a költségek és a teljesítmény szempontjából fokozatosan megközelítik a rögzített hullámhosszú lézereket, elkerülhetetlenül egyre inkább felhasználják a kommunikációs rendszerekben, és fontos szerepet játszanak a jövőbeli egész optikai hálózatokban.
Fejlesztési kilátás
Számos típusú hangolható lézer létezik, amelyeket általában a hullámhossz-hangolási mechanizmusok további bevezetésével fejlesztenek ki, különféle egy hullámhosszú lézerek alapján, és néhány árucikkeket nemzetközileg szállítottak a piacra. A folyamatos optikai hangolható lézerek kifejlesztése mellett az integrált egyéb funkciókkal rendelkező hangolható lézerekről is beszámoltak, például a hangolható lézert, amely egyetlen VCSEL -vel és egy elektromos abszorpciós modulátorral integrált, és a lézer, amely egy minta rácsos bragg reflektorral és egy félvezető optikai erősítővel és egy elektromos abszorpciós modulátorral van beépítve.
Mivel a hullámhossz hangolható lézert széles körben használják, a különféle szerkezetek hangolható lézerét különféle rendszerekre lehet alkalmazni, és mindegyiknek vannak előnyei és hátrányai. A külső üreg félvezető lézer széles sávú hangolható fényforrásként használható a precíziós tesztműszerekben, nagy kimeneti teljesítménye és folyamatos hangolható hullámhossza miatt. A fotonintegráció és a jövőbeni all-optikai hálózat kielégítése szempontjából a DBR mintavételi rács, a felépítményes rácsos DBR és a modulátorokkal és erősítőkkel integrált hangolható lézerek ígéretes fényforrásokat ígérhetnek a Z számára.
A szálas rácsos hangolható lézer külső üreggel szintén ígéretes fényforrás, amelynek egyszerű szerkezete, keskeny vonalszélessége és könnyű rostcsatlakozása van. Ha az EA modulátor integrálható az üregbe, akkor nagy sebességű hangolható optikai szoliton forrásként is használható. Ezenkívül a szálas lézereken alapuló hangolható szálas lézerek jelentős előrelépést értek el az utóbbi években. Várható, hogy a hangolható lézerek teljesítménye az optikai kommunikációs fényforrásokban tovább javul, és a piaci részesedés fokozatosan növekszik, nagyon fényes alkalmazási kilátásokkal.
A postai idő: október-31-2023