Utveckling och marknadsstatus för avstämbar laser Del två

Utveckling och marknadsstatus för avstämbar laser (del två)

Arbetsprincipen föravstämbar laser

Det finns ungefär tre principer för att uppnå laservåglängdsinställning. Mestavstämbara lasraranvänd 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 lågförlustregion med vissa element (såsom ett gitter). Det andra är att ändra energinivån för laserövergången genom att ändra några externa parametrar (som magnetfält, temperatur, etc.). Den tredje är användningen av olinjära effekter för att uppnå våglängdstransformation och inställning (se olinjär optik, stimulerad Raman-spridning, optisk frekvensfördubbling, optisk parametrisk oscillation). Typiska lasrar som hör till det första avstämningsläget är färglasrar, krysoberyllasrar, färgcentrumlasrar, avstämbara högtryckslasrar och excimerlasrar.

Avstämbar laser ur realiseringsteknikens perspektiv är huvudsakligen uppdelad i: nuvarande styrteknik, temperaturkontrollteknik och mekanisk styrteknik.
Bland dem är den elektroniska styrtekniken att uppnå våglängdsinställning genom att ändra insprutningsströmmen, med avstämningshastighet på NS-nivå, bred avstämningsbandbredd, men liten uteffekt, baserad på den elektroniska styrtekniken huvudsakligen SG-DBR (sampling gitter DBR) och GCSR-laser (riktad koppling med hjälpgitter bakåt-samplingsreflektion). Temperaturkontrolltekniken ändrar laserns utgående våglängd genom att ändra brytningsindexet för det laseraktiva området. Tekniken är enkel, men långsam, och kan justeras med en smal bandbredd på bara några nm. De viktigaste baserade på temperaturkontrollteknik ärDFB laser(distribuerad feedback) och DBR-laser (Distribuerad Bragg-reflektion). Mekanisk styrning är huvudsakligen baserad på MEMS (micro-electro-mechanical system) teknologi för att slutföra valet av våglängd, med stor justerbar bandbredd, hög uteffekt. De huvudsakliga strukturerna baserade på mekanisk styrteknik är DFB (distribuerad återkoppling), ECL (extern kavitetslaser) och VCSEL (vertical cavity ytemitterande laser). Följande förklaras utifrån dessa aspekter av principen för avstämbara lasrar.

Applikation för optisk kommunikation

Avstämbar laser är en viktig optoelektronisk enhet i en ny generation av täta våglängdsdelningsmultiplexsystem och fotonutbyte i helt optiska nätverk. Dess tillämpning ökar avsevärt kapaciteten, flexibiliteten och skalbarheten för optiska fibertransmissionssystem, och har realiserat kontinuerlig eller kvasi-kontinuerlig inställning i ett brett våglängdsområde.
Företag och forskningsinstitutioner runt om i världen främjar aktivt forskning och utveckling av avstämbara lasrar, och nya framsteg görs ständigt på detta område. Prestandan hos avstämbara lasrar förbättras ständigt och kostnaden minskas hela tiden. För närvarande är avstämbara lasrar huvudsakligen indelade i två kategorier: halvledaravstämbara lasrar och avstämbara fiberlasrar.
Halvledarlaserär en viktig ljuskälla i optiska kommunikationssystem, som har egenskaperna liten storlek, låg vikt, hög omvandlingseffektivitet, energibesparing, etc., och är lätt att uppnå enstaka chip optoelektronisk integration med andra enheter. Den kan delas in i avstämbar distribuerad återkopplingslaser, distribuerad Bragg-spegellaser, mikromotorsystems vertikal kavitetsytemitterande laser och extern kavitetshalvledarlaser.
Utvecklingen av den avstämbara fiberlasern som ett förstärkningsmedium och utvecklingen av halvledarlaserdioden som en pumpkälla har i hög grad främjat utvecklingen av fiberlasrar. Den avstämbara lasern är baserad på den dopade fiberns förstärkningsbandbredd på 80 nm, och filterelementet läggs till slingan för att styra den lasrande våglängden och realisera våglängdsjusteringen.
Utvecklingen av avstämbar halvledarlaser är mycket aktiv i världen, och framstegen är också mycket snabba. När 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 helt optiska nätverk.

Utvecklingsutsikter
Det finns många typer av avstämbara lasrar, som generellt utvecklas genom att ytterligare introducera våglängdsavstämningsmekanismer på basis av olika envågslasrar, och vissa varor har levererats till marknaden internationellt. Utöver utvecklingen av kontinuerliga optiska avstämbara lasrar har avstämbara lasrar med integrerade andra funktioner också rapporterats, såsom den avstämbara lasern integrerad med ett enda chip av VCSEL och en elektrisk absorptionsmodulator, och lasern integrerad med en Bragg-reflektor med provgitter och en optisk halvledarförstärkare och en elektrisk absorptionsmodulator.
Eftersom den avstämbara våglängdslasern används i stor utsträckning, kan den avstämbara lasern av olika strukturer appliceras på olika system, och var och en har fördelar och nackdelar. Halvledarlaser med extern kavitet kan användas som en bredbandsavstämbar ljuskälla i precisionstestinstrument på grund av dess höga uteffekt och kontinuerliga avstämbara våglängd. Från perspektivet av fotonintegrering och mötet med det framtida heltoptiska nätverket, kan provgitter DBR, superstrukturerad gitter DBR och avstämbara lasrar integrerade med modulatorer och förstärkare vara lovande avstämbara ljuskällor för Z.
Fibergitter avstämbar 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 höghastighets avstämbar optisk solitonkälla. Dessutom har avstämbara fiberlasrar baserade på fiberlasrar gjort avsevärda framsteg de senaste åren. Det kan förväntas att prestandan för avstämbara lasrar i optiska kommunikationsljuskällor kommer att förbättras ytterligare, och marknadsandelen kommer gradvis att öka, med mycket ljusa tillämpningsutsikter.