Principe d'accordage deLaser à semi-conducteur accordable(Laser accordable)
Un laser à semi-conducteur accordable est un type de laser dont la longueur d'onde d'émission peut être modifiée en continu dans une certaine plage. Ce type de laser utilise l'accord thermique, électrique et mécanique pour ajuster la longueur de la cavité, le spectre de réflexion du réseau, la phase et d'autres variables afin d'obtenir un accord de longueur d'onde. Il trouve de nombreuses applications dans les communications optiques, la spectroscopie, la détection, le domaine médical et d'autres secteurs. La figure 1 illustre la composition de base d'un tel laser.laser accordableL'appareil comprend un module de gain de lumière, une cavité Fabry-Pérot composée de miroirs avant et arrière, et un filtre de sélection de mode optique. Enfin, en ajustant la longueur de la cavité de réflexion, le filtre de mode optique permet d'obtenir la sortie de sélection de longueur d'onde.
FIG. 1
Méthode de réglage et sa dérivation
Le principe d'accord des accordableslasers à semi-conducteursLe réglage de la longueur d'onde du laser de sortie repose principalement sur la modification des paramètres physiques du résonateur laser, permettant ainsi des variations continues ou discrètes. Ces paramètres incluent, entre autres, l'indice de réfraction, la longueur de la cavité et le mode de réglage. Vous trouverez ci-dessous le détail de plusieurs méthodes de réglage courantes et de leurs principes :
1. Réglage de l'injection de porteuse
Le réglage par injection de porteurs consiste à modifier l'indice de réfraction du matériau en faisant varier le courant injecté dans la région active du laser semi-conducteur, afin d'ajuster la longueur d'onde. Lorsque le courant augmente, la concentration de porteurs dans la région active augmente également, ce qui modifie l'indice de réfraction et, par conséquent, la longueur d'onde du laser.
2. Accord thermique. L'accord thermique consiste à modifier l'indice de réfraction et la longueur de la cavité du matériau en faisant varier la température de fonctionnement du laser, afin d'obtenir un accord de longueur d'onde. Les variations de température influent sur l'indice de réfraction et les dimensions physiques du matériau.
3. Réglage mécanique. Le réglage mécanique permet d'ajuster la longueur d'onde en modifiant la position ou l'angle des éléments optiques externes du laser. Les méthodes courantes de réglage mécanique consistent à modifier l'angle du réseau de diffraction et à déplacer le miroir.
4. Accord électro-optique. L'accord électro-optique est obtenu en appliquant un champ électrique à un matériau semi-conducteur afin de modifier son indice de réfraction et, par conséquent, d'ajuster la longueur d'onde. Cette méthode est couramment utilisée dans…modulateurs électro-optiques (EOM) et des lasers à accord électro-optique.
En résumé, le principe d'accord des lasers semi-conducteurs accordables repose principalement sur la modification des paramètres physiques du résonateur, tels que l'indice de réfraction, la longueur de la cavité et le mode de résonance. Parmi les méthodes d'accord spécifiques, on trouve l'injection de porteurs, l'accord thermique, l'accord mécanique et l'accord électro-optique. Chaque méthode possède son propre mécanisme physique et sa propre démonstration mathématique, et le choix de la méthode appropriée doit être déterminé en fonction des exigences spécifiques de l'application, notamment la plage d'accord, la vitesse d'accord, la résolution et la stabilité.
Date de publication : 17 décembre 2024