Dar çyzykly lazer tehnologiýasy Ikinji bölüm
1960-njy ýylda dünýäde ilkinji ýakut lazeri ýokary çykyş energiýasy we giň tolkun uzynlygy bilen häsiýetlendirilýän gaty ýagdaýly lazer boldy. Gaty ýagdaýly lazeriň özboluşly giňişlik gurluşy ony dar çyzyk giňligindäki çykyşy dizaýn etmekde has çeýe edýär. Häzirki wagtda ulanylýan esasy usullar gysga boşluk usuly, bir taraply halkaly boşluk usuly, boşlugyň içindäki standart usul, burulma sarkaç režimindäki boşluk usuly, göwrümli Bragg tor usuly we tohum inýeksiýasy usulydyr.
7-nji suratda birnäçe tipik bir uzynlykly rejimli gaty ýagdaýly lazerleriň gurluşy görkezilen.
7(a) suratda boşlukdaky FP standartyna esaslanýan ýeke uzynlykdaky režimi saýlamagyň iş prinsipi görkezilýär, ýagny standartyň dar çyzyk giňligindäki geçirijilik spektri beýleki uzynlykdaky režimleriň ýitgisini köpeltmek üçin ulanylýar, şonuň üçin beýleki uzynlykdaky režimler kiçi geçirijiligi sebäpli režim bäsdeşligi prosesinde süzülýär we şeýlelik bilen ýeke uzynlykdaky režimiň işlemegini gazanýar. Mundan başga-da, FP standartynyň burçuny we temperaturasyny dolandyrmak we uzynlykdaky režim aralygyny üýtgetmek arkaly belli bir diapazonda tolkun uzynlygyny sazlamak çykyşyny alyp bolýar. 7(b) we (c) suratlarda ýeke uzynlykdaky režim çykyşyny almak üçin ulanylýan tekiz däl halkaly ossilýator (NPRO) we burulma sarkaçly režim boşlugy usuly görkezilýär. Iş prinsipi şöhle rezonatorda bir ugurda ýaýramagyny üpjün etmek, adaty duran tolkun boşlugynda tersine öwrülen bölejikleriň sanynyň deň däl giňişlik paýlanyşyny netijeli aradan aýyrmak we şeýlelik bilen giňişlikdäki deşik ýanma täsiriniň täsirinden gaça durup, ýeke uzynlykdaky režim çykyşyny gazanmakdyr. Köp mukdarda Bragg torunyň (VBG) režimini saýlamagyň prinsipi öň agzalan ýarymgeçiriji we süýümli dar çyzyk giňligindäki lazerleriň prinsipine meňzeýär, ýagny VBG-ni gowy spektral saýlama ukybyna we burç saýlama ukybyna esaslanyp, ossilýator belli bir tolkun uzynlygynda ýa-da zolakda ossilýasiýa edýär we 7(d) suratda görkezilişi ýaly, uzynlyk režimini saýlamagyň roluny gazanýar.
Şol bir wagtyň özünde, uzynlyk režimini saýlamagyň takyklygyny ýokarlandyrmak, çyzyk giňligini has-da daraltmak ýa-da çyzyksyz ýygylyk özgertmesini we beýleki serişdeleri girizmek arkaly režim bäsdeşliginiň intensiwligini ýokarlandyrmak we dar çyzyk giňliginde işleýän wagtynda lazeriň çykyş tolkun uzynlygyny giňeltmek üçin zerurlyklara görä birnäçe uzynlyk režimini saýlamagyň usullaryny birleşdirip bolýar, muny etmek kyn.ýarymýarym lazerwesüýümli lazerler.
(4) Brillouin lazeri
Brillouin lazeri pes şowhunly, dar çyzyk giňligindäki çykyş tehnologiýasyny almak üçin höweslendirilen Brillouin saçylma (SBS) täsirine esaslanýar, onuň prinsipi foton we içki akustik meýdan özara täsiri arkaly Stokes fotonlarynyň belli bir ýygylyk üýtgemesini döretmekdir we güýçlendirme geçirijilik zolagynyň içinde yzygiderli güýçlendirilýär.
8-nji suratda SBS konwersiýasynyň dereje diagrammasy we Brillouin lazeriniň esasy gurluşy görkezilýär.
Akustik meýdanyň titreme ýygylygynyň pes bolmagy sebäpli, materialyň Brilluen ýygylyk süýşmesi adatça diňe 0,1-2 sm-1 bolýar, şonuň üçin nasos çyrasy hökmünde 1064 nm lazer ulanylanda, Stokes tolkun uzynlygy köplenç diňe 1064,01 nm töweregi bolýar, ýöne bu onuň kwantum öwrülme netijeliliginiň örän ýokarydygyny hem aňladýar (teoriýada 99,99% -e çenli). Mundan başga-da, gurşawyň Brilluen gazanç çyzyk giňligi adatça diňe MHZ-ghz derejesinde bolany üçin (käbir gaty gurşawlaryň Brilluen gazanç çyzyk giňligi diňe 10 MGs töweregi), ol 100 GHz derejeli lazer işçi maddasynyň gazanç çyzyk giňliginden has az, şonuň üçin Brilluen lazerinde gyjyndyrylan Stokes boşlukda köp gezek güýçlendirilenden soň spektriň aýdyň daralma hadysasyny görkezip biler we onuň çykyş çyzyk giňligi nasos çyzyk giňliginden birnäçe esse dar. Häzirki wagtda Brillouin lazeri fotonika ulgamynda ylmy-barlag işleriniň iň möhüm nokadyna öwrüldi we örän dar çyzyk giňliginiň çykyşynyň Hz we sub-Hz tertibi barada köp sanly habarlar bar.
Soňky ýyllarda tolkun geçiriji gurluşly Brillouin enjamlary ulgamda peýda boldymikrotolkunly fotonika, we miniatýurizasiýa, ýokary integrasiýa we ýokary çözgüt ugry boýunça çalt ösýär. Mundan başga-da, almaz ýaly täze kristal materiallara esaslanýan kosmosda işleýän Brillouin lazeri hem soňky iki ýylyň dowamynda adamlaryň garaýşyna girdi, onuň tolkun geçiriji gurluşynyň we kaskad SBS bogazynyň güýjünde, Brillouin lazeriniň güýjünde 10 W ululyga çenli innowasion öňegidişlik boldy we onuň ulanylyşyny giňeltmek üçin esas döretdi.
Umumy çatryk
Öňdebaryjy bilimleriň yzygiderli öwrenilmegi bilen, dar çyzykly lazerler ajaýyp öndürijiligi bilen ylmy barlaglarda aýrylmaz gurala öwrüldi, mysal üçin, bir ýygylykly dar çyzykly lazer interferometri bolan grawitasiýa tolkunlaryny anyklamak üçin LIGO.lazer1064 nm tolkun uzynlygy bilen başlangyç çeşme hökmünde we başlangyç çyrasynyň çyzyk giňligi 5 kHz aralygynda. Mundan başga-da, tolkun uzynlygyny sazlap bolýan we moda böküşi bolmadyk dar giňlikli lazerler, esasanam kogerent aragatnaşykda uly ulanyş mümkinçiliklerini görkezýär, olar tolkun uzynlygyny (ýa-da ýygylygy) sazlamak üçin tolkun uzynlygyny bölmek multipleksleşdirmegiň (WDM) ýa-da ýygylygy bölmek multipleksleşdirmegiň (FDM) zerurlyklaryny doly kanagatlandyryp biler we indiki nesil mobil aragatnaşyk tehnologiýasynyň esasy enjamyna öwrülmegine garaşylýar.
Geljekde lazer materiallarynyň we gaýtadan işlemek tehnologiýasynyň innowasiýalary lazer liniýasynyň giňliginiň gysylmagyny, ýygylyk durnuklylygynyň gowulanmagyny, tolkun uzynlygynyň aralygynyň giňeldilmegini we güýjüň gowulanmagyny has-da höweslendirer, bu bolsa ynsanlaryň näbelli dünýäni öwrenmegine ýol açar.
Ýerleşdirilen wagty: 2023-nji ýylyň 29-njy noýabry