ഇന്ന്, ഞങ്ങൾ ഒരു "മോണോക്രോമാറ്റിക്" ലേസർ തീവ്രമായ - ഇടുങ്ങിയ ലൈൻവിഡ്ത്ത് ലേസറിലേക്ക് അവതരിപ്പിക്കും. ഇതിൻ്റെ ഉദയം ലേസറിൻ്റെ നിരവധി ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫീൽഡുകളിലെ വിടവുകൾ നികത്തുന്നു, അടുത്ത കാലത്തായി ഗുരുത്വാകർഷണ തരംഗങ്ങൾ കണ്ടെത്തൽ, ലിഡാർ, ഡിസ്ട്രിബ്യൂഡ് സെൻസിംഗ്, ഹൈ-സ്പീഡ് കോഹറൻ്റ് ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ, മറ്റ് ഫീൽഡുകൾ എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് "ദൗത്യം" ആണ്. ലേസർ പവർ മെച്ചപ്പെടുത്തി മാത്രം പൂർത്തിയാക്കി.
എന്താണ് ഒരു ഇടുങ്ങിയ ലൈൻവിഡ്ത്ത് ലേസർ?
"ലൈൻ വീതി" എന്ന പദം ഫ്രീക്വൻസി ഡൊമെയ്‌നിലെ ലേസറിൻ്റെ സ്പെക്ട്രൽ ലൈൻ വീതിയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് സാധാരണയായി സ്പെക്ട്രത്തിൻ്റെ പകുതി-പീക്ക് പൂർണ്ണ വീതിയുടെ (FWHM) അടിസ്ഥാനത്തിൽ കണക്കാക്കുന്നു. ആവേശകരമായ ആറ്റങ്ങളുടെ അല്ലെങ്കിൽ അയോണുകളുടെ സ്വാഭാവിക വികിരണം, ഫേസ് നോയ്സ്, റിസോണേറ്ററിൻ്റെ മെക്കാനിക്കൽ വൈബ്രേഷൻ, ടെമ്പറേച്ചർ ജിറ്റർ, മറ്റ് ബാഹ്യ ഘടകങ്ങൾ എന്നിവയാണ് ലൈൻവിഡ്ത്ത് പ്രധാനമായും ബാധിക്കുന്നത്. ലൈൻ വീതിയുടെ മൂല്യം ചെറുതാണെങ്കിൽ, സ്പെക്ട്രത്തിൻ്റെ ഉയർന്ന പരിശുദ്ധി, അതായത്, ലേസറിൻ്റെ മോണോക്രോമാറ്റിറ്റി മികച്ചതാണ്. അത്തരം സ്വഭാവസവിശേഷതകളുള്ള ലേസറുകൾക്ക് സാധാരണയായി വളരെ കുറച്ച് ഘട്ടമോ ഫ്രീക്വൻസി ശബ്ദമോ വളരെ കുറച്ച് ആപേക്ഷിക തീവ്രതയുള്ള ശബ്ദമോ മാത്രമേ ഉണ്ടാകൂ. അതേ സമയം, ലേസറിൻ്റെ രേഖീയ വീതിയുടെ മൂല്യം ചെറുതാണെങ്കിൽ, അനുബന്ധ കോഹറൻസ് ശക്തമാണ്, ഇത് വളരെ നീണ്ട കോഹറൻസ് ദൈർഘ്യമായി പ്രകടമാണ്.
ഇടുങ്ങിയ ലൈൻവിഡ്ത്ത് ലേസറിൻ്റെ യാഥാർത്ഥ്യവും പ്രയോഗവും
ലേസറിൻ്റെ പ്രവർത്തന പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ അന്തർലീനമായ നേട്ടത്തിൻ്റെ ലൈൻവിഡ്ത്ത് പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു, പരമ്പരാഗത ഓസിലേറ്ററിനെ ആശ്രയിച്ച് ഇടുങ്ങിയ ലൈൻവിഡ്ത്ത് ലേസറിൻ്റെ ഔട്ട്പുട്ട് നേരിട്ട് മനസ്സിലാക്കുന്നത് മിക്കവാറും അസാധ്യമാണ്. ഇടുങ്ങിയ ലൈൻവിഡ്ത്ത് ലേസറിൻ്റെ പ്രവർത്തനം മനസ്സിലാക്കുന്നതിന്, സാധാരണയായി ഫിൽട്ടറുകൾ, ഗ്രേറ്റിംഗുകൾ, മറ്റ് ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവ ഉപയോഗിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്, അല്ലെങ്കിൽ നേട്ടം സ്പെക്ട്രത്തിലെ രേഖാംശ മോഡുലസ് പരിമിതപ്പെടുത്തുകയോ തിരഞ്ഞെടുക്കുകയോ ചെയ്യുക, രേഖാംശ മോഡുകൾ തമ്മിലുള്ള നെറ്റ് ഗെയിൻ വ്യത്യാസം വർദ്ധിപ്പിക്കുക, അങ്ങനെ ലേസർ റെസൊണേറ്ററിൽ കുറച്ച് അല്ലെങ്കിൽ ഒരേയൊരു രേഖാംശ മോഡ് ആന്ദോളനം. ഈ പ്രക്രിയയിൽ, പലപ്പോഴും ലേസർ ഔട്ട്പുട്ടിൽ ശബ്ദത്തിൻ്റെ സ്വാധീനം നിയന്ത്രിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്, കൂടാതെ ബാഹ്യ പരിതസ്ഥിതിയുടെ വൈബ്രേഷനും താപനില മാറ്റങ്ങളും മൂലമുണ്ടാകുന്ന സ്പെക്ട്രൽ ലൈനുകളുടെ വിപുലീകരണം കുറയ്ക്കുക; അതേ സമയം, ഇടുങ്ങിയ ലൈൻവിഡ്ത്ത് ലേസറിൻ്റെ സ്ഥിരമായ ഔട്ട്പുട്ട് നേടുന്നതിന്, ശബ്ദത്തിൻ്റെ ഉറവിടം മനസിലാക്കുന്നതിനും ലേസറിൻ്റെ രൂപകൽപ്പന ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിനും ഘട്ടം അല്ലെങ്കിൽ ഫ്രീക്വൻസി നോയ്സ് സ്പെക്ട്രൽ സാന്ദ്രതയുടെ വിശകലനവുമായി ഇത് സംയോജിപ്പിക്കാം.
ലേസറുകളുടെ വിവിധ വിഭാഗങ്ങളുടെ ഇടുങ്ങിയ ലൈൻവിഡ്ത്ത് പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ സാക്ഷാത്കാരത്തെക്കുറിച്ച് നമുക്ക് നോക്കാം.
അർദ്ധചാലക ലേസറുകൾക്ക് ഒതുക്കമുള്ള വലിപ്പം, ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമത, ദീർഘായുസ്സ്, സാമ്പത്തിക നേട്ടങ്ങൾ എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങളുണ്ട്.
ഫാബ്രി-പെറോട്ട് (FP) ഒപ്റ്റിക്കൽ റെസൊണേറ്റർ പരമ്പരാഗതമായി ഉപയോഗിക്കുന്നുഅർദ്ധചാലക ലേസറുകൾസാധാരണയായി മൾട്ടി-രേഖാംശ മോഡിൽ ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്നു, ഔട്ട്പുട്ട് ലൈൻ വീതി താരതമ്യേന വിശാലമാണ്, അതിനാൽ ഇടുങ്ങിയ ലൈൻ വീതിയുടെ ഔട്ട്പുട്ട് ലഭിക്കുന്നതിന് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫീഡ്ബാക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.
ഡിസ്ട്രിബ്യൂട്ടഡ് ഫീഡ്ബാക്ക് (DFB), ഡിസ്ട്രിബ്യൂട്ടഡ് ബ്രാഗ് റിഫ്‌ളക്ഷൻ (DBR) എന്നിവ രണ്ട് സാധാരണ ആന്തരിക ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫീഡ്ബാക്ക് അർദ്ധചാലക ലേസറുകളാണ്. ചെറിയ ഗ്രേറ്റിംഗ് പിച്ചും നല്ല തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള സെലക്റ്റിവിറ്റിയും കാരണം, സ്ഥിരതയുള്ള സിംഗിൾ-ഫ്രീക്വൻസി ഇടുങ്ങിയ ലൈൻവിഡ്ത്ത് ഔട്ട്പുട്ട് നേടാൻ എളുപ്പമാണ്. രണ്ട് ഘടനകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രധാന വ്യത്യാസം ഗ്രേറ്റിംഗിൻ്റെ സ്ഥാനമാണ്: ഡിഎഫ്ബി ഘടന സാധാരണയായി ബ്രാഗ് ഗ്രേറ്റിംഗിൻ്റെ ആനുകാലിക ഘടനയെ റെസൊണേറ്ററിലുടനീളം വിതരണം ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ ഡിബിആറിൻ്റെ റെസൊണേറ്റർ സാധാരണയായി പ്രതിഫലന ഗ്രേറ്റിംഗ് ഘടനയും നേട്ട മേഖലയും സംയോജിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. അവസാന ഉപരിതലം. കൂടാതെ, DFB ലേസറുകൾ കുറഞ്ഞ റിഫ്രാക്റ്റീവ് ഇൻഡക്സ് കോൺട്രാസ്റ്റും കുറഞ്ഞ പ്രതിഫലനവും ഉള്ള എംബഡഡ് ഗ്രേറ്റിംഗുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. DBR ലേസറുകൾ ഉയർന്ന റിഫ്രാക്റ്റീവ് ഇൻഡക്സ് കോൺട്രാസ്റ്റും ഉയർന്ന പ്രതിഫലനവും ഉള്ള ഉപരിതല ഗ്രേറ്റിംഗുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. രണ്ട് ഘടനകൾക്കും ഒരു വലിയ സ്വതന്ത്ര സ്പെക്ട്രൽ റേഞ്ച് ഉണ്ട്, കൂടാതെ കുറച്ച് നാനോമീറ്ററുകളുടെ പരിധിയിൽ മോഡ് ജമ്പ് കൂടാതെ തരംഗദൈർഘ്യ ട്യൂണിംഗ് നടത്താൻ കഴിയും, ഇവിടെ DBR ലേസറിനേക്കാൾ വിശാലമായ ട്യൂണിംഗ് ശ്രേണിയുണ്ട്.DFB ലേസർ. കൂടാതെ, അർദ്ധചാലക ലേസർ ചിപ്പിൻ്റെ ഔട്ട്‌ഗോയിംഗ് ലൈറ്റിനെ ഫീഡ്ബാക്ക് ചെയ്യുന്നതിനും ഫ്രീക്വൻസി തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിനും ബാഹ്യ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഘടകങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ബാഹ്യ കാവിറ്റി ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫീഡ്ബാക്ക് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് അർദ്ധചാലക ലേസറിൻ്റെ ഇടുങ്ങിയ ലൈൻവിഡ്ത്ത് പ്രവർത്തനം തിരിച്ചറിയാനും കഴിയും.
(2) ഫൈബർ ലേസറുകൾ
ഫൈബർ ലേസറുകൾക്ക് ഉയർന്ന പമ്പ് പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമത, നല്ല ബീം ഗുണനിലവാരം, ഉയർന്ന കപ്ലിംഗ് കാര്യക്ഷമത എന്നിവയുണ്ട്, ഇവ ലേസർ മേഖലയിലെ ചൂടേറിയ ഗവേഷണ വിഷയങ്ങളാണ്. വിവരയുഗത്തിൻ്റെ പശ്ചാത്തലത്തിൽ, ഫൈബർ ലേസറുകൾക്ക് വിപണിയിലെ നിലവിലുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ സംവിധാനങ്ങളുമായി നല്ല പൊരുത്തമുണ്ട്. ഇടുങ്ങിയ വരി വീതി, കുറഞ്ഞ ശബ്ദം, നല്ല യോജിപ്പ് എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങളുള്ള സിംഗിൾ-ഫ്രീക്വൻസി ഫൈബർ ലേസർ അതിൻ്റെ വികസനത്തിൻ്റെ പ്രധാന ദിശകളിലൊന്നായി മാറിയിരിക്കുന്നു.
ഇടുങ്ങിയ ലൈൻ-വിഡ്ത്ത് ഔട്ട്പുട്ട് നേടുന്നതിനുള്ള ഫൈബർ ലേസറിൻ്റെ കേന്ദ്രമാണ് സിംഗിൾ രേഖാംശ മോഡ് പ്രവർത്തനം, സാധാരണയായി സിംഗിൾ ഫ്രീക്വൻസി ഫൈബർ ലേസറിൻ്റെ റെസൊണേറ്ററിൻ്റെ ഘടന അനുസരിച്ച് ഡിഎഫ്ബി തരം, ഡിബിആർ തരം, റിംഗ് തരം എന്നിങ്ങനെ തിരിക്കാം. അവയിൽ, DFB, DBR സിംഗിൾ-ഫ്രീക്വൻസി ഫൈബർ ലേസറുകളുടെ പ്രവർത്തന തത്വം DFB, DBR അർദ്ധചാലക ലേസറുകൾക്ക് സമാനമാണ്.
ചിത്രം 1-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഡിഎഫ്ബി ഫൈബർ ലേസർ ഫൈബറിലേക്ക് വിതരണം ചെയ്ത ബ്രാഗ് ഗ്രേറ്റിംഗ് എഴുതുന്നതാണ്. ഓസിലേറ്ററിൻ്റെ പ്രവർത്തന തരംഗദൈർഘ്യത്തെ ഫൈബർ കാലയളവ് ബാധിക്കുന്നതിനാൽ, ഗ്രേറ്റിംഗിൻ്റെ വിതരണം ചെയ്ത ഫീഡ്ബാക്ക് വഴി രേഖാംശ മോഡ് തിരഞ്ഞെടുക്കാം. DBR ലേസറിൻ്റെ ലേസർ റെസൊണേറ്റർ സാധാരണയായി ഒരു ജോടി ഫൈബർ ബ്രാഗ് ഗ്രേറ്റിംഗുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് രൂപപ്പെടുന്നത്, കൂടാതെ ഒറ്റ രേഖാംശ മോഡ് പ്രധാനമായും തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് ഇടുങ്ങിയ ബാൻഡും കുറഞ്ഞ പ്രതിഫലനക്ഷമതയുള്ള ഫൈബർ ബ്രാഗ് ഗ്രേറ്റിംഗുകളുമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, അതിൻ്റെ നീണ്ട അനുരണനവും സങ്കീർണ്ണമായ ഘടനയും ഫലപ്രദമായ ഫ്രീക്വൻസി ഡിസ്ക്രിമിനേഷൻ മെക്കാനിസത്തിൻ്റെ അഭാവവും കാരണം, റിംഗ് ആകൃതിയിലുള്ള അറയിൽ മോഡ് ചാട്ടത്തിന് സാധ്യതയുണ്ട്, കൂടാതെ ദീർഘനേരം സ്ഥിരമായ രേഖാംശ മോഡിൽ സ്ഥിരതയോടെ പ്രവർത്തിക്കാൻ പ്രയാസമാണ്.
ചിത്രം 1, സിംഗിൾ ഫ്രീക്വൻസിയുടെ രണ്ട് സാധാരണ രേഖീയ ഘടനകൾഫൈബർ ലേസറുകൾ
പോസ്റ്റ് സമയം: നവംബർ-27-2023