Tunable ნახევარგამტარული ლაზერის რეგულირების პრინციპი (Tunable laser)

ტიუნინგის პრინციპირეგულირებადი ნახევარგამტარული ლაზერი(რეგულირებადი ლაზერი)

რეგულირებადი ნახევარგამტარული ლაზერი არის ერთგვარი ლაზერი, რომელსაც შეუძლია მუდმივად შეცვალოს ლაზერის გამომავალი ტალღის სიგრძე გარკვეულ დიაპაზონში. რეგულირებადი ნახევარგამტარული ლაზერი იღებს თერმულ ტუნინგს, ელექტრო რეგულირებას და მექანიკურ რეგულირებას ღრუს სიგრძის, ბადეების ასახვის სპექტრის, ფაზის და სხვა ცვლადების დასარეგულირებლად ტალღის სიგრძის რეგულირების მისაღწევად. ამ ტიპის ლაზერს აქვს გამოყენების ფართო სპექტრი ოპტიკურ კომუნიკაციაში, სპექტროსკოპიაში, ზონდირებაში, სამედიცინო და სხვა სფეროებში. სურათი 1 გვიჩვენებს a-ს ძირითად შემადგენლობასრეგულირებადი ლაზერი, მათ შორის სინათლის მომატების ერთეული, FP ღრუ, რომელიც შედგება წინა და უკანა სარკეებისგან და ოპტიკური რეჟიმის შერჩევის ფილტრის ერთეული. საბოლოოდ, ასახვის ღრუს სიგრძის რეგულირებით, ოპტიკური რეჟიმის ფილტრს შეუძლია მიაღწიოს ტალღის სიგრძის შერჩევის გამომავალს.

ნახ.1

თუნინგის მეთოდი და მისი წარმოშობა

tuning პრინციპი tunableნახევარგამტარული ლაზერებიძირითადად დამოკიდებულია ლაზერული რეზონატორის ფიზიკური პარამეტრების შეცვლაზე გამომავალი ლაზერის ტალღის სიგრძის უწყვეტი ან დისკრეტული ცვლილებების მისაღწევად. ეს პარამეტრები მოიცავს, მაგრამ არ შემოიფარგლება, რეფრაქციული ინდექსი, ღრუს სიგრძე და რეჟიმის შერჩევა. ქვემოთ აღწერილია რამდენიმე საერთო ტიუნინგის მეთოდი და მათი პრინციპები:

1. გადამზიდავი საინექციო tuning

გადამზიდავი ინექციის დარეგულირება არის მასალის რეფრაქციული ინდექსის შეცვლა ნახევარგამტარული ლაზერის აქტიურ რეგიონში შეყვანილი დენის შეცვლით, ტალღის სიგრძის რეგულირების მისაღწევად. როდესაც დენი იზრდება, მატარებლის კონცენტრაცია აქტიურ რეგიონში იზრდება, რის შედეგადაც იცვლება რეფრაქციული ინდექსი, რაც თავის მხრივ გავლენას ახდენს ლაზერის ტალღის სიგრძეზე.

2. თერმული ტუნინგი თერმული რეგულირება არის მასალის გარდატეხის ინდექსისა და ღრუს სიგრძის შეცვლა ლაზერის ოპერაციული ტემპერატურის შეცვლით, რათა მივაღწიოთ ტალღის სიგრძის რეგულირებას. ტემპერატურის ცვლილებები გავლენას ახდენს რეფრაქციულ ინდექსზე და მასალის ფიზიკურ ზომაზე.

3. მექანიკური tuning მექანიკური tuning არის მიღწევა ტალღის სიგრძის tuning მეშვეობით პოზიცია ან კუთხე შეცვლით გარე ოპტიკური ელემენტები ლაზერის. ჩვეულებრივი მექანიკური დარეგულირების მეთოდები მოიცავს დიფრაქციული ბადეების კუთხის შეცვლას და სარკის პოზიციის გადაადგილებას.

4 ელექტრო-ოპტიკური ტუნინგი ელექტრო-ოპტიკური ტუნინგი მიიღწევა ნახევარგამტარულ მასალაზე ელექტრული ველის გამოყენებით მასალის გარდატეხის ინდექსის შესაცვლელად, რითაც მიიღწევა ტალღის სიგრძის რეგულირება. ეს მეთოდი ჩვეულებრივ გამოიყენებაელექტრო ოპტიკური მოდულატორები (EOM) და ელექტრო-ოპტიკურად მორგებული ლაზერები.

შეჯამებით, რეგულირებადი ნახევარგამტარული ლაზერის დარეგულირების პრინციპი ძირითადად ახორციელებს ტალღის სიგრძის რეგულირებას რეზონატორის ფიზიკური პარამეტრების შეცვლით. ეს პარამეტრები მოიცავს რეფრაქციულ ინდექსს, ღრუს სიგრძეს და რეჟიმის შერჩევას. ტუნინგის სპეციფიკური მეთოდები მოიცავს გადამყვანის ინექციის ტუნინგს, თერმულ ტუნინგს, მექანიკურ ტუნინგს და ელექტრო-ოპტიკურ ტუნინგს. თითოეულ მეთოდს აქვს საკუთარი სპეციფიკური ფიზიკური მექანიზმი და მათემატიკური წარმოშობა, და შესაბამისი ტუნინგის მეთოდის შერჩევა უნდა განიხილებოდეს კონკრეტული განაცხადის მოთხოვნების შესაბამისად, როგორიცაა ტუნინგის დიაპაზონი, რეგულირების სიჩქარე, გარჩევადობა და სტაბილურობა.