Technologie laser à largeur de ligne étroite partie deuxième partie
En 1960, le premier laser Ruby au monde était un laser à l'état solide, caractérisé par une énergie de sortie élevée et une couverture de longueur d'onde plus large. La structure spatiale unique du laser à l'état solide le rend plus flexible dans la conception d'une sortie de largeur étroite. À l'heure actuelle, les principales méthodes mises en œuvre comprennent la méthode de la cavité courte, la méthode de la cavité à anneaux unidirectionnelle, la méthode de la norme d'intracavité, la méthode de cavité en mode pendule de torsion, la méthode de réseau de volume de volume et la méthode d'injection de graines.
La figure 7 montre la structure de plusieurs lasers à l'état solide en mode à mode unique unique.
La figure 7 (a) montre le principe de travail de la sélection de mode longitudinal unique basé sur la norme FP in-cavity, c'est-à-dire que le spectre de transmission à largeur de ligne étroit de la norme est utilisé pour augmenter la perte d'autres modes longitudinaux, de sorte que d'autres modes longitudinaux sont filtrés dans le processus de concurrence du mode en raison de leur petite transmission, afin d'atteindre une seule opération de mode long. De plus, une certaine plage de sortie de réglage de la longueur d'onde peut être obtenue en contrôlant l'angle et la température de la norme FP et la modification de l'intervalle de mode longitudinal. FIGUE. 7 (b) et (c) montrent l'oscillateur de cycle non planaire (NPRO) et la méthode de cavité en mode pendule de torsion utilisé pour obtenir une seule sortie en mode longitudinal. Le principe de travail est de faire se propager le faisceau dans une seule direction dans le résonateur, d'éliminer efficacement la distribution spatiale inégale du nombre de particules inversées dans la cavité des ondes debout ordinaire, et ainsi d'éviter l'influence de l'effet de combustion spatiale pour obtenir une seule sortie de mode longitudinal. Le principe de la sélection du mode de réseau Bragg en vrac (VBG) est similaire à celui des lasers à largeur linéaire étroite et fibre mentionnés précédemment, c'est-à-dire en utilisant VBG comme élément filtrant, en fonction de sa bonne sélectivité spectrale et de sa sélectivité d'angle, l'oscillateur oscillate à une longueur d'onde ou une bande spécifique.
Dans le même temps, plusieurs méthodes de sélection de mode longitudinal peuvent être combinées en fonction des besoins pour améliorer la précision de sélection de mode longitudinal, rétrécir davantage la largeur de ligne, ou augmenter l'intensité de la compétition de mode en introduisant une transformation de fréquence non linéaire et d'autres moyens, ce qui est difficile à faire pour le laser tout en opérant dans une largeur linéaire étroite, ce qui est difficile à faire pour faire pour le laser étroit, ce qui est difficile à faire pour faire pour le laser étroit, ce qui est difficile à faire pour faire pour le laser étroit, ce qui est difficile à faire pour faire pour le laser étroit, ce qui est difficile à faire pour faire pour le laser étroit, ce qui est difficile à faire pour faire pour le laser étroit, ce qui est difficile à faire pour faire pour le laser étroit, ce qui est difficile à faire pour faire pour le laser étroit, ce qui est difficile à faire pour faire pour le laser étroit, ce qui est difficile à faire pour faire pour le laser à faire pour faire pour le laslaser semi-conducteuretlasers en fibre.
(4) Laser Brillouin
Le laser Brillouin est basé sur l'effet de diffusion de Brillouin (SBS) stimulé pour obtenir une technologie de sortie de largeur de ligne étroite à faible bruit, son principe passe par le photon et l'interaction interne du champ acoustique pour produire un certain décalage de fréquence des photons Stokes, et est en continu amplifié dans la bande passante de gain.
La figure 8 montre le diagramme de niveau de la conversion SBS et la structure de base du laser Brillouin.
En raison de la faible fréquence des vibrations du champ acoustique, le décalage de fréquence de Brillouin du matériau n'est généralement que de 0,1 à 2 cm-1, donc avec 1064 nm laser comme lumière de la pompe, la longueur d'onde Stokes générée n'est souvent qu'environ 1064,01 nm, mais cela signifie également que son efficacité de conversion quantum est extrêmement élevée (jusqu'à 99,99% en théorie). De plus, parce que la largeur de gain de Brillouin du médium n'est généralement que de l'ordre de MHz-GHz (la largeur de gain Brillouin de certains supports solides n'est qu'environ 10 MHz), il est bien moins que la largeur de gain du laser de travail de l'ordre de 100 GHz, donc, le stokes excité dans le laser Brillouin peut montrer un spectre évide Sa largeur de ligne de sortie est plusieurs ordres de grandeur plus étroite que la largeur de la ligne de pompe. À l'heure actuelle, le laser Brillouin est devenu un hotspot de recherche dans le domaine de la photonique, et il y a eu de nombreux rapports sur l'ordre Hz et sous-HZ d'une sortie de largeur de ligne extrêmement étroite.
Ces dernières années, des dispositifs brillants avec structure de guide de vagues sont apparus dans le domaine demicro-ondes photoniques, et se développent rapidement dans le sens de la miniaturisation, une intégration élevée et une résolution plus élevée. En outre, le laser Brillouin à base d'espace basé sur de nouveaux matériaux cristallins tels que Diamond est également entré dans la vision des gens au cours des deux dernières années, sa percée innovante dans la puissance de la structure du guide d'ondes et le goulot d'étranglement Cascade SBS, la puissance du laser Brillouin à 10 W d'amplitude, posant la fondation pour l'élargissement de son application.
Jonction générale
Avec l'exploration continue des connaissances de pointe, les lasers à largeur de ligne étroits sont devenus un outil indispensable dans la recherche scientifique avec leurs excellentes performances, telles que l'interféromètre laser LIGO pour la détection d'ondes gravitationnelles, qui utilise une largeuryure étroite à une seule fréquence étroitelaseravec une longueur d'onde de 1064 nm comme source de graines, et la largeur de la lumière de la lumière des graines est à moins de 5 kHz. De plus, les lasers à largeur étroite avec une longueur d'onde réglable et aucun saut en mode montrent également un excellent potentiel d'application, en particulier dans les communications cohérentes, qui peuvent parfaitement répondre aux besoins du multiplexage de la division de la longueur d'onde (WDM) ou du multiplexage de la division de fréquence (FDM) pour la longueur de communication mobile (ou en fréquence), et devraient devenir le dispositif central de la prochaine génération de technologie de communication mobile.
À l'avenir, l'innovation des matériaux laser et la technologie de traitement favorisera davantage la compression de la largeur de ligne laser, l'amélioration de la stabilité de la fréquence, l'expansion de la gamme de longueurs d'onde et l'amélioration du pouvoir, ouvrant la voie à l'exploration humaine du monde inconnu.
Heure du poste: novembre 29-2023