Тар сызык киңлегендәге лазер технологиясенең икенче өлеше
1960 елда дөньядагы беренче рубин лазеры каты җисемле лазер иде, ул югары чыгару энергиясе һәм киңрәк дулкын озынлыгы белән аерылып тора. Каты җисемле лазерның уникаль киңлек структурасы аны тар сызык киңлеге чыгару проектын эшләүдә тагын да сыгылмалырак итә. Хәзерге вакытта кулланылган төп ысулларга кыска куышлык ысулы, бер яклы боҗра куышлыгы ысулы, куышлык эчендәге стандарт ысул, борылыш маятнигы режимындагы куышлык ысулы, күләмле Брэгг рәшәткәсе ысулы һәм орлык кертү ысулы керә.
7 нче рәсемдә берничә типик бер буйлы режимлы каты халәтле лазерларның төзелеше күрсәтелгән.
7(а) рәсемдә куышлык эчендәге FP стандартына нигезләнгән бер озынлык режимын сайлауның эш принцибы күрсәтелгән, ягъни стандартның тар сызык киңлегендәге тапшыру спектры башка озынлык режимнарын югалтуны арттыру өчен кулланыла, шуңа күрә башка озынлык режимнары кечкенә үткәрүчәнлек аркасында режим ярышы процессында фильтрлана, шуның белән бер озынлык режимы эшләвенә ирешелә. Моннан тыш, FP стандартының почмагын һәм температурасын контрольдә тоту һәм озынлык режимы интервалын үзгәртү юлы белән билгеле бер дулкын озынлыгын көйләү чыгышы диапазонын алырга мөмкин. 7(b) һәм (c) рәсемнәрендә бер озынлык режимы чыгышын алу өчен кулланылган яссы булмаган боҗра осцилляторы (NPRO) һәм борылыш маятнигы режимы куышлыгы ысулы күрсәтелгән. Эш принцибы - нурның резонаторда бер юнәлештә таралуын тәэмин итү, гадәти торган дулкын куышлыгындагы кире кисәкчәләр санының тигез булмаган киңлек бүленешен нәтиҗәле рәвештә бетерү һәм шулай итеп бер озынлык режимы чыгышына ирешү өчен киңлек тишек яну эффекты йогынтысыннан качу. Күпләп Брэгг рәшәткәсе (VBG) режимын сайлау принцибы алдарак искә алынган ярымүткәргеч һәм җепсел тар сызык киңлеге лазерларына охшаш, ягъни VBGны фильтр элементы буларак кулланып, аның яхшы спектраль сайлавы һәм почмак сайлавы нигезендә, осциллятор билгеле бер дулкын озынлыгында яки диапазонда тирбәнә, 7(d) рәсемдә күрсәтелгәнчә, буйга режимын сайлау ролен башкара.
Шул ук вакытта, озынлык режимын сайлау төгәллеген яхшырту, сызык киңлеген тагын да тарайту яки сызыклы булмаган ешлык трансформациясен һәм башка чараларны кертү юлы белән режим көндәшлеге интенсивлыгын арттыру, һәм тар сызык киңлегендә эшләгәндә лазерның чыгу дулкын озынлыгын киңәйтү өчен, берничә озынлык режимын сайлау ысулын берләштерергә мөмкин, моны эшләү авыр.ярымүткәргеч лазерһәмҗепсел лазерлар.
(4) Бриллюэн лазеры
Бриллюэн лазеры түбән шау-шу, тар сызык киңлеге чыгару технологиясен алу өчен стимуллаштырылган Бриллюэн чәчелүе (SBS) эффектына нигезләнгән, аның принцибы фотон һәм эчке акустик кыр үзара бәйләнеше аша Стокс фотоннарының билгеле бер ешлык күчешен барлыкка китерә һәм көчәйтү полосасы эчендә өзлексез көчәйтелә.
8 нче рәсемдә SBS конверсиясенең дәрәҗә диаграммасы һәм Бриллюэн лазерының төп структурасы күрсәтелгән.
Акустик кырның тибрәнү ешлыгы түбән булу сәбәпле, материалның Бриллюэн ешлыгы күчеше гадәттә нибары 0,1-2 см-1 тәшкил итә, шуңа күрә насос яктырткычы буларак 1064 нм лазер кулланылганда, Стокс дулкын озынлыгы еш кына якынча 1064,01 нм тәшкил итә, ләкин бу шулай ук аның квант үзгәртү нәтиҗәлелегенең бик югары булуын аңлата (теориядә 99,99% ка кадәр). Моннан тыш, мохитнең Бриллюэн көчәйтү сызыгы киңлеге гадәттә МГц-гц тәртибендә генә булганлыктан (кайбер каты мохитләрнең Бриллюэн көчәйтү сызыгы киңлеге якынча 10 МГц гына), ул лазер эш матдәсенең 100 ГГц тәртибендәге көчәйтү сызыгы киңлегеннән күпкә кимрәк, шуңа күрә Бриллюэн лазерында кузгатылган Стокс куышлыкта күп тапкыр көчәйтүдән соң спектрның ачык тараю күренешен күрсәтергә мөмкин, һәм аның чыгу сызыгы киңлеге насос сызыгы киңлегеннән берничә тапкыр таррак. Хәзерге вакытта Бриллюэн лазеры фотоника өлкәсендә тикшеренүләрнең иң популяр ноктасына әйләнде, һәм бик тар сызык киңлеге чыгышының Гц һәм субГц тәртибе турында күп хәбәрләр бар.
Соңгы елларда, дулкын үткәргеч структуралы Бриллюэн җайланмалары бу өлкәдә барлыкка килде.микродулкынлы фотоника, һәм миниатюризация, югары интеграция һәм югарырак чишелеш юнәлешендә тиз үсә. Моннан тыш, соңгы ике елда алмаз кебек яңа кристалл материалларга нигезләнгән космик Бриллюэн лазеры да кешеләрнең күз алдына килде, аның дулкын үткәргеч структурасы һәм каскад SBS бөкесе көчендә инновацион ачышы, Бриллюэн лазерының көчен 10 Вт зурлыкка кадәр җиткерү, аның кулланылышын киңәйтү өчен нигез салды.
Гомуми чат
Алдынгы белемнәрне өзлексез өйрәнү белән, тар сызык киңлегендәге лазерлар, мәсәлән, бер ешлыклы тар сызык киңлеген кулланучы гравитация дулкыннарын ачыклау өчен LIGO лазер интерферометры, үзләренең бик яхшы эшләве белән фәнни тикшеренүләрдә алыштыргысыз коралга әйләнде.лазер1064 нм дулкын озынлыгы белән башлангыч чыганак буларак, һәм башлангыч яктылыкның сызык киңлеге 5 кГц эчендә. Моннан тыш, дулкын озынлыгын көйләү мөмкинлеге булган һәм режим сикереше булмаган тар киңлекле лазерлар да зур куллану потенциалын күрсәтә, бигрәк тә когерент элемтәдә, алар дулкын озынлыгын (яки ешлыкны) көйләү өчен дулкын озынлыгын бүлү мультиплекславы (WDM) яки ешлык бүлү мультиплекславы (FDM) ихтыяҗларын тулысынча канәгатьләндерә ала, һәм киләсе буын мобиль элемтә технологияләренең төп җайланмасы булыр дип көтелә.
Киләчәктә лазер материаллары һәм эшкәртү технологияләрендәге инновацияләр лазер линиясенең киңлеген кысуга, ешлык тотрыклылыгын яхшыртуга, дулкын озынлыгы диапазонын киңәйтүгә һәм көчне яхшыртуга ярдәм итәчәк, билгесез дөньяны өйрәнү өчен кешеләргә юл ачачак.
Бастырып чыгару вакыты: 2023 елның 29 ноябре