Line-zabalera estuaren laserren garapenean gaur egunera arte, laser-erresonagailuen eboluzio-mekanismoen bilakaera laser erresonatzaile-egituren bilakaeraren sinonimoa izan da. Jarraian, laser-erresonatzaileen bilakaeraren ordenan lerro zabalera estuko laser teknologien hainbat konfigurazio aurkezten dira.
Barrunbe nagusi bakarreko laserrak egiturazko barrunbe linealetan eta eraztun barrunbeetan bana daitezke, eta barrunbearen luzeraren arabera, barrunbe laburreko eta barrunbe luzeko egituretan. Barrunbe laburreko laserek luzetarako moduko tarte handia dute, eta hori abantailatsuagoa da luzera bakarreko modua (SLM) funtzionamendua lortzeko, baina barrunbe intrintseko lerro zabalera zabala eta zarata kentzeko zailtasuna dute. Barrunbe luzeko egiturek berez lerro-zabalera estuaren ezaugarriak erakusten dituzte eta konfigurazio malguekin hainbat gailu optikoen integrazioa ahalbidetzen dute; hala ere, euren erronka teknikoa SLM funtzionamendua lortzean datza, luzetarako moduen arteko tarte txikiegia dela eta.
Laser barrunbe nagusien konfigurazio klasiko gisa, barrunbe linealak abantailak ditu, hala nola egitura sinplea, eraginkortasun handia eta manipulazio erraza. Historikoki, lehen benetako laser izpia F-P barrunbe linealaren egitura erabiliz sortu zen. Zientzian eta teknologian ondorengo aurrerapenekin, F-P egitura oso zabaldua izan da erdieroaleen laser, zuntz laser eta egoera solidoko laserretan.
Eraztun barrunbea barrunbe lineal klasikoaren aldaketa bat da, barrunbe linealen zulo espaziala erretzearen eragozpena gaindituz, uhin geldikorreko eremuak uhin ibiltariekin ordezkatuz seinale optikoen anplifikazio ziklikoa lortzeko. Zuntz optikoko gailuen garapenak bultzatuta, zuntz osoko egitura malguak dituzten zuntz laserrek arreta handia jaso dute eta azken bi hamarkadetan hazten ari den laserren kategoria bihurtu dira.
Eraztun-osziladore ez-planar (NPRO) laserek uhin bidaiatzeko laser konfigurazio berezi bat adierazten dute. Normalean, laser horien barrunbe nagusia kristal monolitiko batek osatzen du, zeinak laser polarizazio-egoera erregulatzen duen kristalaren amaierako aurpegiaren islapenaren bidez eta kanpoko eremu magnetiko baten bidez, noranzko bakarreko laser funtzionamendua gauzatzeko. Diseinu honek laser erresonagailuaren karga termikoa asko murrizten du, uhin-luzeran eta potentzian egonkortasun paregabea ematen du eta lerro-zabalera estuaren ezaugarriak ditu.
Barrunbeen luzera laburregia eta galera intrintseko handia bezalako faktoreek mugatuta, barrunbe barruko feedbackean oinarritutako F-P barrunbe lineal barrunbe bakarreko laser konfigurazioek fotoien elkarrekintza-denbora mugatua jasaten dute eta irabazteko mediotik berezko igorpena ezabatzeko zailtasunak dituzte. Arazo honi aurre egiteko, ikertzaileek kanpoko barrunbe bakarreko feedback konfigurazioa proposatu zuten. Kanpoko barrunbeak fotoien interakzio-denbora luzatzeko eta iragazitako fotoiak barrunbe nagusira itzultzeko funtzionatzen du, horrela laser-errendimendua optimizatuz eta lerro-zabalera konprimituz. Optika espazialean oinarritutako kanpoko barrunbe soileko lehen egiturak, Littrow eta Littman konfigurazioak adibidez, sareen dispertsio espektralaren gaitasuna erabiltzen dute laser-seinale araztuak laser-barrunbe nagusian berriro injektatzeko, barrunbe nagusian maiztasuna eraginez lerro-zabalera konpresioa lortzeko. Kanpo-barrunbe bakarreko egitura hau zuntz-laser eta erdieroaleen laserretara hedatu zen gero.
Kanpo-barrunbe bakarreko feedback laser-konfigurazioen erronka teknikoa kanpoko barrunbearen eta barrunbe nagusiaren arteko fase-egoeran dago. Ikerketek erakutsi dute kanpoko barrunbeko feedback-seinalearen fase espaziala funtsezkoa dela laser-atalasea, maiztasuna eta irteera-potentzia erlatiboa zehazteko, eta laser luzetarako moduak oso sentikorrak direla feedback-seinalearen intentsitatearekiko eta fasearekiko.
DBR Laser Konfigurazioa
Laser sistemen egonkortasuna hobetzeko eta uhin-luzera hautatzeko gailuak barrunbearen egitura nagusian integratzeko, DBR konfigurazioa garatu zen. F-P erresonagailuan oinarrituta diseinatua, DBR erresonatzaileak F-P egituraren ispiluak Bragg egitura pasibo periodikoekin ordezkatzen ditu feedback optikoa emateko. Bragg egiturak laser interferentzia moduetan duen aldizkako orraziaren iragazketa efektuaren ondorioz, DBR barrunbe nagusiak iragazketa ezaugarriak ditu berez. Barrunbe laburreko egiturak eskaintzen duen luzetarako moduko tarte handiarekin konbinatuta, SLM funtzionamendua erraz lortzen da. Bragg egitura periodikoa jatorriz uhin-luzera hautatzerako soilik diseinatu bazen ere, barrunbe-egituraren ikuspegitik, barrunbe bakarreko egituraren bilakaera ere adierazten du, feedback-azaleren kopuru handiagoarekin.
Irabazi ertainaren arabera sailkatuta, DBR laserrak erdieroaleen laserrak eta zuntz laserrak dira. Laser erdieroaleek abantaila naturala dute material erdieroaleekin eta mikro-nano prozesatzeko teknologiekin fabrikatzeko bateragarritasunean. Erdieroaleen fabrikazio-prozesu asko, hala nola, epitaxia sekundarioa, lurrun-jadaketa kimikoa, fotolitografia urratsa, nanoinprimaketa, elektroi-sorta grabatzea eta ioi-grabatzea, zuzenean aplikatu daitezke erdieroaleen laserren ikerketan eta fabrikazioan.
DBR zuntz laserrak DBR erdieroaleen laserrak baino beranduago sortu ziren, batez ere zuntz-uhin-gidaren prozesamenduaren eta kontzentrazio handiko doping-teknologien garapenak mugatuta. Gaur egun, zuntz-uhin-gidaren fabrikazio-teknikek oxigeno-akatsen faseen maskaratzea eta femtosegundoko laser prozesatzea barne hartzen dituzte, kontzentrazio handiko zuntz-dopatze-teknologiek, berriz, lurrun-deposizio kimiko eraldatua (MCVD) eta gainazaleko plasma-lurrun-deposizio kimikoa (SCVD) barne.
Bragg sareetan oinarritutako beste erresonatzaile-egitura bat DFB konfigurazioa da. DFB laser barrunbe nagusiak Bragg egitura eskualde aktiboarekin integratzen du eta egituraren erdian fase-aldaketa-eskualde bat sartzen du uhin-luzera hautatzeko. 3(b) irudian ikusten den bezala, konfigurazio honek integrazio eta egitura-unitate maila handiagoa du, eta DBR egituretan uhin-luzera larria eta modu-jauzia bezalako arazoak arintzen ditu, gaur egungo laser konfigurazio egonkor eta praktikoena bihurtuz.
DFB laserren erronka teknikoa sare-egituren fabrikazioan datza. DBR erdieroaleen laserretan sareta fabrikatzeko bi metodo nagusi daude: epitaxia sekundarioa eta gainazaleko grabatua. Regrown grating feedback (RGF)-DFB erdieroale laserrek epitaxia eta fotolitografia sekundarioak erabiltzen dituzte eskualde aktiboan errefrakzio-indize baxuko sare multzo bat hazteko. Metodo honek geruza aktiboaren egitura mantentzen du galera txikiarekin, Q altuko erresonagailuen fabrikazioa erraztuz. Gainazaleko sareta (SG)-DFB erdieroaleen laserrek sare aktiboko geruza zuzenean grabatzen dute eskualde aktiboaren gainazalean. Planteamendu hau konplexuagoa da, eskualde aktiboaren materialaren eta dopin ioien arabera doikuntza zehatza behar du, eta galera handiagoa erakusten du, baina konfinamendu optiko indartsuagoa eta modua ezabatzeko gaitasun handiagoa eskaintzen du.
DBR zuntz laserreren antzera, DFB zuntz laserrak zuntz-uhin-gidaren prozesamenduaren eta kontzentrazio handiko dopatutako zuntz teknologien aurrerapenetan oinarritzen dira. DBR zuntz laserrekin alderatuta, DFB zuntz laserrek erronka handiagoak planteatzen dituzte sarearen fabrikazioan, lur arraroen ioien uhin-luzera xurgatzeko ezaugarriengatik.
Barrunbe laburreko barrunbe nagusiko laserek, hala nola DFB eta DBR, barrunbe barruko fotoien interakzio-denbora mugatua dute, eta marra zabalera sakoneko konpresioa zaila da. Lerro-zabalera gehiago konprimitzeko eta zarata kentzeko, barrunbe laburreko barrunbe nagusiko konfigurazio horiek maiz kanpoko barrunbeko egiturekin konbinatzen dira errendimendua optimizatzeko. Kanpo-barrunbeen egitura arruntek kanpoko barrunbe espazialak, zuntz kanpoko barrunbeak eta uhin-gidariaren kanpoko barrunbeak dira. Zuntz optikoko gailuak eta uhin-gida-egiturak garatu aurretik, kanpoko barrunbeak osagai optiko diskretuekin konbinatutako optika espazialez osatuta zeuden nagusiki. Horien artean, sareetan oinarritutako espazio-kanpoko barrunbearen feedback egiturek batez ere Littrow eta Littman diseinuak hartzen dituzte, normalean laser-irabaziaren barrunbe batez, akoplatze-lentez eta difrakzio-sare batez osatuta. Sareak, feedback-elementu gisa, uhin-luzera sintonizatzea, modua aukeratzea eta lerro-zabalera konpresioa ahalbidetzen ditu.
Horrez gain, kanpoko barrunbeko feedback egiturek iragazketa optikoko gailu sorta bat sar dezakete, hala nola F-P etaloiak, iragazki sintonizagarriak akusto-optikoak/elektrooptikoak eta interferometroak. Iragazte-gailu hauek berez modua aukeratzeko gaitasunak dituzte eta sareak ordezka ditzakete; Q altuko F-P etaloi batzuek sare islatzaileak gainditzen dituzte murrizketa espektralean eta lerro-zabaleraren konpresioan.
Zuntz optikoko gailuen teknologiaren aurrerapenarekin, egitura optiko espazialak oso integratuta eta sendoak zuntz uhin-gida edo zuntz gailuekin ordezkatzea estrategia eraginkorra da laser sistemaren egonkortasuna hobetzeko. Zuntz kanpoko barrunbeak normalean zuntz gailuak juntuz eraikitzen dira, zuntz osoko egitura bat osatzeko, integrazio handia, mantentze-erraztasuna eta interferentziaren aurkako immunitate sendoa eskainiz. Zuntz kanpoko barrunbearen feedback-egiturak zuntz-begizta-feedback sinpleak izan daitezke, edo zuntz osoko erresonatzaileak, FBGak, zuntz F-P barrunbeak eta WGM erresonatzaileak.
Lerro-zabalera estuko laserek uhin-gida integratua duten kanpoko barrunbeko feedback-egiturak arreta zabala erakarri dute paketeen tamaina txikiagoagatik eta errendimendu egonkorragoagatik. Funtsean, uhin-gidaren kanpo-barrunbearen feedback-ak zuntz-kanpo-barrunbearen feedbackaren printzipio tekniko berberak jarraitzen ditu, baina material erdieroaleen eta mikro-nano prozesatzeko teknologien aniztasunak laser sistema trinko eta egonkorragoak ahalbidetzen ditu, uhin-gidaren kanpo-barrunbearen feedbackaren praktikotasuna areagotuz. Gehien erabiltzen diren erdieroaleen laser materialak Si, Si₃N₄ eta III-V konposatuak dira.
Oszilazio optoelektronikoaren laser konfigurazioa feedback laser arkitektura berezi bat da, non feedback seinalea normalean seinale elektrikoa edo aldibereko feedback optoelektronikoa den. Laserretan aplikatutako lehen feedback optoelektronikoko teknologia PDH maiztasuna egonkortzeko teknika izan zen, hau da, feedback negatibo elektrikoa erabiltzen du barrunbearen luzera doitzeko eta laserren maiztasuna erreferentziako espektroetara blokeatzeko, hala nola Q altuko erresonatzaile moduak eta atomo hotzeko xurgapen-lerroak. Feedback negatiboaren sintonizazioaren bidez, laser erresonatzaileak laser funtzionamendu egoerarekin bat egin dezake denbora errealean, maiztasun ezegonkortasuna 10⁻¹⁷ ordenara murriztuz. Hala ere, feedback elektrikoak muga handiak ditu, besteak beste, erantzun abiadura motela eta zirkuitu zabala duten serbo-sistema konplexuegiak. Faktore hauek zailtasun tekniko handia, kontrol-zehaztasun zorrotza eta laser sistemen kostu handiak eragiten dituzte. Gainera, sistemak erreferentzia-iturriekiko duen menpekotasun handiak laser-uhin-luzera maiztasun-puntu zehatzetara mugatzen du, bere erabilgarritasun praktikoa are gehiago mugatzen du.
Copyright @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - Txinako zuntz optikoko moduluak, zuntz akoplatutako laser fabrikatzaileak, laser osagaien hornitzaileak Eskubide guztiak erreserbatuta.
