Η κύρια τεχνική διαδρομή τουρυθμιζόμενα λέιζερ στενού πλάτους γραμμής
Οι κύριες τεχνικές διαδρομές του συντονιζόμενουλέιζερ στενού πλάτους γραμμήςμε εξωτερικές κοιλότητες ημιαγωγών
Τα ρυθμιζόμενα λέιζερ στενού πλάτους γραμμής αποτελούν τη βάση για ευρείες εφαρμογές σε τομείς όπως η ατομική φυσική, η φασματοσκοπία, η κβαντική πληροφορία, η συνεκτική επικοινωνία, η τηλεπισκόπηση και η μέτρηση ακριβείας. Σε αυτούς τους τομείς, τα απλούστερα, φθηνότερα, στενότερου πλάτους γραμμής και ευρύτερου εύρους συντονισμού λέιζερ θα συνεχίσουν να οδηγούν σε νέες εφαρμογές αυτής της τεχνολογίας.
Τα τελευταία 50 χρόνια, η ιστορία τουρυθμιζόμενη πηγή φωτόςΤο λέιζερ TLS αντικατοπτρίζει σε μεγάλο βαθμό την ανάπτυξη της τεχνολογίας λέιζερ. Τα αρχικά λέιζερ χρωστικής ουσίας έχουν αντικατασταθεί από λέιζερ διόδου εξωτερικής κοιλότητας (ECDL), ενώ τα συστήματα υψηλής ισχύος κυριαρχούνται από ρυθμιζόμενα λέιζερ στερεάς κατάστασης (όπως λέιζερ τιτανίου-σαφειρίου) ή λέιζερ Nd:YAG με μετατροπή συχνότητας που χρησιμοποιούν οπτικούς παραμετρικούς ταλαντωτές (OPO). Τα λέιζερ διόδου χωρίς σταθερές εξωτερικές κοιλότητες έχουν γεμίσει την αγορά χαμηλού κόστους και χαμηλής απόδοσης με εμπορικά λέιζερ DFB και διόδους DBR, με πλάτος γραμμής έως και 500kHz. Πρόσφατα, τα λέιζερ οπτικών ινών και τα λέιζερ οπτικών ινών μεταβλητής συχνότητας έχουν αρχίσει να αντικαθιστούν πολλά συστήματα στερεάς κατάστασης με διαφορετικά σχέδια, προσφέροντας υψηλότερη ισχύ και μεγαλύτερη δυνατότητα συντονισμού ή στενότερα πλάτη γραμμής. Σήμερα, η εμφάνιση των χτενών συχνότητας επιτρέπει την επίτευξη λέιζερ σταθεροποιημένης συχνότητας σε οποιοδήποτε μήκος κύματος διατηρώντας παράλληλα εξαιρετική σταθερότητα και ακρίβεια. Ωστόσο, παρά ταύτα, η εξωτερική κοιλότηταλέιζερ ημιαγωγώνδιατηρεί ακόμα την ιδιότητά του ως μια ευρέως χρησιμοποιούμενη πηγή φωτός σε πολλά εργαστήρια λόγω της απλότητας, της πολυλειτουργικότητάς του, της αξιοπρεπούς απόδοσης και του πολύ χαμηλού κόστους του.
Προς το παρόν, τα ρυθμιζόμενα λέιζερ στενού πλάτους γραμμής με ημιαγωγούς εξωτερικής κοιλότητας έχουν εφαρμοστεί ευρέως σε:
Ψύξη και σύλληψη με λέιζερ
Συμπύκνωση Bose-Einstein
Κβαντική Οπτική: Συμπιεσμένο φως
Ηλεκτρομαγνητικό διαφανές και αργό φως
Πρότυπα χρόνου και συχνότητας
Φασματοσκοπία λέιζερ
Τα ρυθμιζόμενα λέιζερ στενού πλάτους γραμμής αποτελούνται συνήθως από έναν ελεγκτή, μια δίοδο λέιζερ και μια μονάδα επιλογής συχνότητας. Για παράδειγμα, πλέγματα που χρησιμοποιούνται για την επιλογή και τη ρύθμιση συχνότητας λέιζερ ή φίλτρα που βασίζονται στη δομή του ματιού της γάτας κ.λπ. Τα σημαντικά χαρακτηριστικά των ρυθμιζόμενων λέιζερ στενού πλάτους γραμμής με ημιαγωγούς εξωτερικής κοιλότητας περιλαμβάνουν το στενό πλάτος γραμμής λέιζερ, τη μετατόπιση χαμηλής συχνότητας και το ευρύ εύρος συντονισμού κ.λπ. Και αυτά τα εξαιρετικά χαρακτηριστικά εξαρτώνται από ένα εξαιρετικά εξαιρετικό κύκλωμα οδήγησης λέιζερ, τη συνολική μηχανική σταθερότητα του λέιζερ και την αρχή της επιλογής συχνότητας. Για να επιτευχθεί υψηλότερη σταθερότητα συχνότητας του λέιζερ, μπορούν να προστεθούν διαφορετικοί τύποι μονάδων κλειδώματος συχνότητας λέιζερ. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας την τεχνολογία σταθεροποίησης συχνότητας PDH για να κλειδώσετε το μήκος κύματος του λέιζερ στην οπτική υπερσταθερή κοιλότητα, το πλάτος γραμμής του λέιζερ μπορεί να περιοριστεί στο επίπεδο του 1 Hz και η σταθερότητα συχνότητας μπορεί να φτάσει < 3× 10-15 @ 1 s.
Ώρα δημοσίευσης: 11 Ιουνίου 2025