La principale voie technique des lasers accordables à largeur de raie étroite

L'itinéraire technique principal delasers à largeur de raie étroite accordables

Les principales voies techniques de l'accordablelasers à largeur de raie étroiteavec des cavités externes semi-conductrices

Les lasers accordables à largeur de raie étroite constituent la base de nombreuses applications dans des domaines tels que la physique atomique, la spectroscopie, l'information quantique, la communication cohérente, la télédétection et la mesure de précision. Dans ces domaines, des lasers plus simples, moins chers, à largeur de raie plus étroite et à plage de réglage plus large continueront de stimuler de nouvelles applications de cette technologie.

Au cours des 50 dernières années, l’histoire de lasource de lumière réglableLe laser TLS a largement reflété l'évolution de la technologie laser. Les lasers à colorant initiaux ont été remplacés par des lasers à diode à cavité externe (ECDL), tandis que les systèmes haute puissance sont dominés par des lasers à solide accordables (tels que les lasers titane-saphir) ou des lasers Nd:YAG à conversion de fréquence utilisant des oscillateurs paramétriques optiques (OPO). Les lasers à diode sans cavité externe stable ont envahi le marché des lasers DFB et des diodes DBR commerciaux, à faible coût et peu performants, avec des largeurs de raie aussi étroites que 500 kHz. Récemment, les lasers à fibre et les lasers à fibre à fréquence variable ont commencé à remplacer de nombreux systèmes à solide, avec des conceptions différentes, offrant une puissance et une accordabilité supérieures, ou des largeurs de raie plus étroites. Aujourd'hui, l'émergence des peignes de fréquence permet d'obtenir des lasers stabilisés en fréquence à n'importe quelle longueur d'onde, tout en conservant une excellente stabilité et une grande précision. Cependant, malgré cela, la cavité externelaser à semi-conducteurconserve toujours son statut de source lumineuse couramment utilisée dans de nombreux laboratoires en raison de sa simplicité, de sa multifonctionnalité, de ses performances respectables et de son très faible coût.

À l’heure actuelle, les lasers à largeur de raie étroite accordables avec semi-conducteurs à cavité externe ont été largement utilisés dans :

Refroidissement et capture laser

condensation de Bose-Einstein

Optique quantique : lumière comprimée

Lumière électromagnétique transparente et lente

Normes de temps et de fréquence

Spectroscopie laser

Les lasers accordables à largeur de raie étroite sont généralement composés d'un contrôleur, d'une diode laser et d'un module de sélection de fréquence. Par exemple, des réseaux de diffraction sont utilisés pour la sélection et le réglage de la fréquence laser, ou des filtres basés sur la structure en œil de chat. Les lasers accordables à largeur de raie étroite à semi-conducteurs à cavité externe se caractérisent par une largeur de raie étroite, une faible dérive en fréquence et une large plage de réglage. Ces caractéristiques exceptionnelles reposent sur un circuit de commande laser extrêmement performant, la stabilité mécanique globale du laser et le principe de sélection de fréquence. Pour obtenir une meilleure stabilité de fréquence du laser, différents types de modules de verrouillage de fréquence laser peuvent être ajoutés. Par exemple, en utilisant la technologie de stabilisation de fréquence PDH pour verrouiller la longueur d'onde laser sur la cavité optique ultra-stable, la largeur de raie du laser peut être réduite à 1 Hz et la stabilité de fréquence peut atteindre < 3 × 10-15 à 1 s.