Utveckling och marknadsstatus för avstämbar laser Del två

Utveckling och marknadsstatus för avstämbar laser (del två)

Arbetsprincip föravstämbar laser

Det finns ungefär tre principer för att uppnå laservåglängdsinställning.avstämbara lasraranvända arbetsämnen med breda fluorescerande linjer. Resonatorerna som utgör lasern har mycket låga förluster endast över ett mycket smalt våglängdsområde. Därför är det första att ändra laserns våglängd genom att ändra våglängden som motsvarar resonatorns lågförlustområde med hjälp av vissa element (såsom ett gitter). Det andra är att förskjuta energinivån för laserövergången genom att ändra vissa externa parametrar (såsom magnetfält, temperatur etc.). Det tredje är användningen av ickelinjära effekter för att uppnå våglängdsomvandling och avstämning (se ickelinjär optik, stimulerad Ramanspridning, optisk frekvensfördubbling, optisk parametrisk oscillation). Typiska lasrar som tillhör det första avstämningsläget är färgämneslasrar, krysoberyllasrar, färgcentrumlasrar, avstämbara högtrycksgaslasrar och avstämbara excimerlasrar.

Avstämbar laser ur realiseringsteknikens perspektiv är huvudsakligen indelad i: nuvarande styrteknik, temperaturkontrollteknik och mekanisk styrteknik.
Bland dessa är elektronisk styrteknik för att uppnå våglängdsinställning genom att ändra injektionsströmmen, med NS-nivåinställningshastighet, bred inställningsbandbredd, men liten uteffekt, baserad på elektronisk styrteknik huvudsakligen SG-DBR (sampling grating DBR) och GCSR-laser (auxiliary grating directional coupling backward-sampling reflection). Temperaturkontrolltekniken ändrar laserns utgångsvåglängd genom att ändra brytningsindex för laserns aktiva område. Tekniken är enkel, men långsam, och kan justeras med en smal bandbredd på bara några få nm. De viktigaste baserade på temperaturkontrollteknik ärDFB-laser(distribuerad återkoppling) och DBR-laser (distribuerad Bragg-reflektion). Mekanisk styrning baseras huvudsakligen på MEMS-teknik (mikroelektromekaniskt system) för att komplettera valet av våglängd, med stor justerbar bandbredd och hög uteffekt. De huvudsakliga strukturerna baserade på mekanisk styrteknik är DFB (distribuerad återkoppling), ECL (extern kavitetslaser) och VCSEL (vertikal kavitetsytansmittande laser). Följande förklaras utifrån dessa aspekter av principen för avstämbara lasrar.

Optisk kommunikationsapplikation

Avstämbar laser är en viktig optoelektronisk anordning i en ny generation av tätvågsmultiplexeringssystem och fotonutbyte i heloptiska nätverk. Dess tillämpning ökar avsevärt kapaciteten, flexibiliteten och skalbarheten hos optiska fiberöverföringssystem och har realiserat kontinuerlig eller kvasikontinuerlig avstämning inom ett brett våglängdsområde.
Företag och forskningsinstitutioner runt om i världen främjar aktivt forskning och utveckling av avstämbara lasrar, och nya framsteg görs ständigt inom detta område. Prestandan hos avstämbara lasrar förbättras ständigt och kostnaden minskar ständigt. För närvarande delas avstämbara lasrar huvudsakligen in i två kategorier: avstämbara halvledarlasrar och avstämbara fiberlasrar.
Halvledarlaserär en viktig ljuskälla i optiska kommunikationssystem, som har egenskaper som liten storlek, låg vikt, hög omvandlingseffektivitet, energibesparing etc., och är lätt att uppnå enchipsoptoelektronisk integration med andra enheter. Den kan delas in i avstämbar distribuerad återkopplingslaser, distribuerad Bragg-spegellaser, mikromotorsystems vertikala kavitetsytemitterande laser och extern kavitetshalvledarlaser.
Utvecklingen av den avstämbara fiberlasern som förstärkningsmedium och utvecklingen av halvledarlaserdioden som pumpkälla har kraftigt främjat utvecklingen av fiberlasrar. Den avstämbara lasern är baserad på den dopade fiberns förstärkningsbandbredd på 80 nm, och filterelementet läggs till i slingan för att styra laservåglängden och realisera våglängdsinställningen.
Utvecklingen av avstämbara halvledarlasrar är mycket aktiv i världen, och framstegen går också mycket snabbt. I takt med att avstämbara lasrar gradvis närmar sig lasrar med fast våglängd vad gäller kostnad och prestanda, kommer de oundvikligen att användas mer och mer i kommunikationssystem och spela en viktig roll i framtida heloptiska nätverk.

Utvecklingsutsikter
Det finns många typer av avstämbara lasrar, vilka generellt utvecklas genom att ytterligare introducera våglängdsavstämningsmekanismer baserade på olika enkelvåglängdslasrar, och vissa produkter har levererats till marknaden internationellt. Förutom utvecklingen av kontinuerliga optiska avstämbara lasrar har avstämbara lasrar med integrerade andra funktioner också rapporterats, såsom den avstämbara lasern integrerad med ett enda VCSEL-chip och en elektrisk absorptionsmodulator, och lasern integrerad med en provgitter-Bragg-reflektor och en halvledaroptisk förstärkare och en elektrisk absorptionsmodulator.
Eftersom den våglängdsavstämbara lasern används i stor utsträckning kan den avstämbara lasern med olika strukturer tillämpas på olika system, och var och en har fördelar och nackdelar. Extern kavitetshalvledarlaser kan användas som en bredbandig avstämbar ljuskälla i precisionsinstrument på grund av dess höga uteffekt och kontinuerliga avstämbara våglängd. Ur fotonintegrationsperspektiv och för att möta det framtida heloptiska nätverket kan provgitter-DBR, superstrukturerad gitter-DBR och avstämbara lasrar integrerade med modulatorer och förstärkare vara lovande avstämbara ljuskällor för Z.
Fibergitteravstämbar laser med extern kavitet är också en lovande typ av ljuskälla, som har enkel struktur, smal linjebredd och enkel fiberkoppling. Om EA-modulatorn kan integreras i kaviteten kan den också användas som en höghastighetsavstämbar optisk solitonkälla. Dessutom har avstämbara fiberlasrar baserade på fiberlasrar gjort betydande framsteg de senaste åren. Det kan förväntas att prestandan hos avstämbara lasrar i optiska kommunikationsljuskällor kommer att förbättras ytterligare, och marknadsandelen kommer gradvis att öka, med mycket ljusa tillämpningsutsikter.