Principe de réglage du laser à semi-conducteur accordable (laser accordable)

Principe de réglage deLaser à semi-conducteur accordable(Laser accordable)

Le laser à semi-conducteur accordable est un type de laser qui peut modifier en continu la longueur d'onde de sortie du laser dans une certaine plage. Le laser à semi-conducteur accordable adopte un réglage thermique, un réglage électrique et un réglage mécanique pour ajuster la longueur de la cavité, le spectre de réflexion du réseau, la phase et d'autres variables pour obtenir un réglage de longueur d'onde. Ce type de laser a un large éventail d'applications dans les domaines de la communication optique, de la spectroscopie, de la détection, de la médecine et autres. La figure 1 montre la composition de base d'unlaser accordable, y compris l'unité de gain de lumière, la cavité FP composée des miroirs avant et arrière et l'unité de filtre de sélection de mode optique. Enfin, en ajustant la longueur de la cavité de réflexion, le filtre de mode optique peut atteindre la sortie de sélection de longueur d'onde.

FIG.1

Méthode de réglage et sa dérivation

Le principe de réglage de accordablelasers à semi-conducteursdépend principalement de la modification des paramètres physiques du résonateur laser pour obtenir des changements continus ou discrets dans la longueur d'onde du laser de sortie. Ces paramètres incluent, sans s'y limiter, l'indice de réfraction, la longueur de la cavité et la sélection du mode. Ce qui suit détaille plusieurs méthodes de réglage courantes et leurs principes :

1. Réglage de l'injection de porteur

Le réglage par injection de porteur consiste à modifier l'indice de réfraction du matériau en modifiant le courant injecté dans la région active du laser à semi-conducteur, de manière à obtenir un réglage de longueur d'onde. Lorsque le courant augmente, la concentration de porteurs dans la région active augmente, ce qui entraîne une modification de l'indice de réfraction, qui à son tour affecte la longueur d'onde du laser.

2. Réglage thermique Le réglage thermique consiste à modifier l'indice de réfraction et la longueur de la cavité du matériau en modifiant la température de fonctionnement du laser, de manière à obtenir un réglage de la longueur d'onde. Les changements de température affectent l'indice de réfraction et la taille physique du matériau.

3. Réglage mécanique Le réglage mécanique consiste à réaliser un réglage de longueur d'onde en modifiant la position ou l'angle des éléments optiques externes du laser. Les méthodes de réglage mécanique courantes incluent la modification de l'angle du réseau de diffraction et le déplacement de la position du miroir.

4 Accord électro-optique L'accord électro-optique est obtenu en appliquant un champ électrique à un matériau semi-conducteur pour modifier l'indice de réfraction du matériau, réalisant ainsi un accord de longueur d'onde. Cette méthode est couramment utilisée dansmodulateurs électro-optiques (MOE) et des lasers à réglage électro-optique.

En résumé, le principe de réglage du laser à semi-conducteur accordable réalise principalement le réglage de la longueur d'onde en modifiant les paramètres physiques du résonateur. Ces paramètres incluent l'indice de réfraction, la longueur de la cavité et la sélection du mode. Les méthodes de réglage spécifiques comprennent le réglage par injection de porteur, le réglage thermique, le réglage mécanique et le réglage électro-optique. Chaque méthode possède son propre mécanisme physique et sa dérivation mathématique, et la sélection de la méthode de réglage appropriée doit être prise en compte en fonction des exigences spécifiques de l'application, telles que la plage de réglage, la vitesse de réglage, la résolution et la stabilité.