Şu gün biz iň çendenaşa dar çyzyk giňligindäki lazere "monohromatik" lazeri hödürläris. Onuň peýda bolmagy lazeriň köp ulanylyş ugurlaryndaky boşluklary doldurýar we soňky ýyllarda grawitasiýa tolkunlaryny anyklamakda, liDAR-da, paýlanan duýmakda, ýokary tizlikli kogerent optiki aragatnaşykda we beýleki ugurlarda giňden ulanylýar, bu bolsa diňe lazeriň güýjüni gowulandyrmak bilen ýerine ýetirilip bilinmeýän "missiýadyr".
Dar çyzykly lazer näme?
"Çyzyk giňligi" termini lazeriň ýygylyk domenindäki spektral çyzyk giňligini aňladýar, ol adatça spektriň ýarym pik doly giňligi (FWHM) arkaly kesgitlenýär. Çyzyk giňligine, esasan, gyjyndyrylan atomlaryň ýa-da ionlaryň öz-özünden şöhlelenmegi, faza şowhuny, rezonatoryň mehaniki titremesi, temperatura titremesi we beýleki daşarky faktorlar täsir edýär. Çyzyk giňliginiň gymmaty näçe kiçi bolsa, spektriň arassalygy şonça ýokary bolýar, ýagny lazeriň monohromatikligi şonça gowy bolýar. Şeýle häsiýetlere eýe bolan lazerlerde adatça faza ýa-da ýygylyk şowhuny örän az we deňeşdirilen intensiwlik şowhuny örän az bolýar. Şol bir wagtyň özünde, lazeriň çyzyk giňligi näçe kiçi bolsa, degişli kogerentlik şonça güýçli bolýar, bu bolsa örän uzyn kogerentlik uzynlygy hökmünde ýüze çykýar.
Dar çyzykly lazeriň amala aşyrylmagy we ulanylyşy
Lazeriň işçi maddasynyň özüne mahsus güýçlendirme çyzyk giňligi bilen çäklendirilenligi sebäpli, adaty ossilýatoryň özüne daýanyp, dar çyzyk giňligi lazeriniň çykyşyny gönüden-göni amala aşyrmak mümkin däl diýen ýaly. Dar çyzyk giňligi lazeriniň işlemegini amala aşyrmak üçin, adatça, güýçlendirme spektrindäki uzynlyk moduluny çäklendirmek ýa-da saýlamak, uzynlyk rejimleriniň arasyndaky arassa güýçlendirme tapawudyny köpeltmek üçin süzgüçleri, torlary we beýleki enjamlary ulanmak zerurdyr, şeýdip lazer rezonatorynda birnäçe ýa-da hatda diňe bir uzynlyk rejim yrgyldawusy bolýar. Bu prosesde, köplenç lazer çykyşyna şowhunyň täsirini gözegçilikde saklamak we daşarky gurşawyň titremesi we temperatura üýtgemeleri sebäpli spektral çyzyklaryň giňelmegini azaltmak zerurdyr; Şol bir wagtyň özünde, şowhunyň çeşmesini düşünmek we lazeriň dizaýnyny optimizirlemek üçin, dar çyzyk giňligi lazeriniň durnukly çykyşyna ýetmek üçin, ony faza ýa-da ýygylyk şowhunyň spektral dykyzlygynyň seljermesi bilen birleşdirip bolýar.
Geliň, dürli kategoriýadaky lazerleriň dar çyzyk giňliginde işlemeginiň amala aşyrylmagyna göz aýlalyň.
Ýarymgeçiriji lazerleriň kiçi ölçegli, ýokary netijeli, uzak ömürli we ykdysady peýdasy bar.
Adaty usulda ulanylýan Fabry-Perot (FP) optiki rezonatoryýarymgeçiriji lazerleradatça köp uzynlykly re inimde yrgyldaýar we çykyş liniýasynyň giňligi deňeşdirme boýunça giň, şonuň üçin dar liniýa giňliginiň çykyşyny almak üçin optiki ters täsiri artdyrmak zerurdyr.
Paýlanan teslim (DFB) we Paýlanan Bragg şöhlelenmesi (DBR) iki sany adaty içki optiki teslim ýarymgeçiriji lazerdir. Kiçi tor aralygy we gowy tolkun uzynlygy selektiwligi sebäpli, durnukly bir ýygylykly dar çyzyk giňligi çykyşyny gazanmak aňsat. Iki gurluşyň arasyndaky esasy tapawut toruň ýerleşýän ýeridir: DFB gurluşy adatça Bragg torunyň döwürleýin gurluşyny rezonator boýunça paýlaýar we DBR-iň rezonatory adatça şöhlelenme torunyň gurluşyndan we ahyrky ýüze birleşdirilen güýçlendirme sebitinden ybarat bolýar. Mundan başga-da, DFB lazerleri pes syndyryş görkezijisi kontrastly we pes şöhlelenmeli içine goýlan torlary ulanýarlar. DBR lazerleri ýokary syndyryş görkezijisi kontrastly we ýokary şöhlelenmeli ýüz torlaryny ulanýarlar. Iki gurluşyň hem uly erkin spektral diapazony bar we birnäçe nanometr aralygynda moda bökmezden tolkun uzynlygyny sazlamagy amala aşyryp bilýärler, bu ýerde DBR lazeri has giň sazlama diapazonyna eýedir.DFB lazeriMundan başga-da, ýarymgeçiriji lazer çipiniň çykýan yşygyny yzyna gaýtarmak we ýygylygy saýlamak üçin daşarky optik elementleri ulanýan daşarky boşluk optiki yzyna gaýtarma tehnologiýasy ýarymgeçiriji lazeriň dar çyzyk giňliginde işlemegini hem amala aşyryp biler.
(2) Süýümli lazerler
Süýümli lazerler ýokary nasos konwersiýa netijeliligine, gowy şöhle hiline we ýokary birikdiriş netijeliligine eýedir, bu bolsa lazer ulgamyndaky iň möhüm ylmy-barlag temalarydyr. Maglumat asyrynyň şertlerinde süýümli lazerler bazardaky häzirki optik süýümli aragatnaşyk ulgamlary bilen gowy utgaşyklylyga eýedir. Dar çyzyk giňligi, pes şowhun we gowy utgaşyklylyk ýaly artykmaçlyklary bolan bir ýygylykly süýümli lazer onuň ösüşiniň möhüm ugurlarynyň biri boldy.
Bir uzynlykdaky işleýiş süýümli lazeriň esasyny dar çyzyk giňligindäki çykyşa ýetmek üçin düzýär, adatça rezonatoryň gurluşyna görä bir ýygylykly süýümli lazer DFB görnüşine, DBR görnüşine we halka görnüşine bölünip bilner. Olaryň arasynda DFB we DBR bir ýygylykly süýümli lazerleriň iş prinsipi DFB we DBR ýarymgeçiriji lazerleriň iş prinsipine meňzeýär.
1-nji suratda görkezilişi ýaly, DFB süýüm lazeri süýüme paýlanan Bragg toruny ýazmaly. Ossillýatoryň iş tolkun uzynlygy süýüm döwrüne täsir edýändigi üçin, uzynlyk režimi toruň paýlanan pikirlenmesi arkaly saýlap bolýar. DBR lazeriniň lazer rezonatory adatça süýüm Bragg torlarynyň jübütinden emele gelýär we ýeke uzynlyk režimi esasan dar zolakly we pes şöhlelendiriji süýüm Bragg torlary tarapyndan saýlanýar. Şeýle-de bolsa, uzyn rezonatory, çylşyrymly gurluşy we netijeli ýygylyk tapawutlandyryş mehanizminiň ýoklugy sebäpli, halka görnüşli boşluk režimiň bökmegine meýilli we uzak wagtlap yzygiderli uzynlyk režiminde durnukly işlemek kyn.
1-nji surat, Bir ýygylykly iki tipik çyzykly gurluşsüýümli lazerler
Ýerleşdirilen wagty: 2023-nji ýylyň 27-nji noýabry