Avstämningsprincip för avstämbar halvledarlaser (avstämbar laser)

Avstämningsprincip förAvstämbar halvledarlaser(Avstämbar laser)

En avstämbar halvledarlaser är en typ av laser som kontinuerligt kan ändra laserutgångens våglängd inom ett visst område. En avstämbar halvledarlaser använder termisk avstämning, elektrisk avstämning och mekanisk avstämning för att justera kavitetslängden, gitterreflektionsspektrumet, fasen och andra variabler för att uppnå våglängdsavstämning. Denna typ av laser har ett brett användningsområde inom optisk kommunikation, spektroskopi, sensorer, medicin och andra områden. Figur 1 visar den grundläggande sammansättningen av en...avstämbar laser, inklusive ljusförstärkningsenheten, FP-kaviteten som består av fram- och bakspeglarna, och filterenheten för optiskt lägesval. Slutligen, genom att justera längden på reflektionskaviteten, kan det optiska lägesfiltret nå våglängdsvalsutgången.

FIG.1

Avstämningsmetod och dess härledning

Avstämningsprincipen för avstämbarahalvledarlasrarberor huvudsakligen på att ändra laserresonatorns fysiska parametrar för att uppnå kontinuerliga eller diskreta förändringar i laserns våglängd. Dessa parametrar inkluderar, men är inte begränsade till, brytningsindex, kavitetslängd och lägesval. Följande beskriver flera vanliga inställningsmetoder och deras principer:

1. Inställning av bärarinjektion

Injektionsjustering av bärvåglängden innebär att ändra materialets brytningsindex genom att ändra strömmen som injiceras i halvledarlaserns aktiva område, för att uppnå våglängdsjustering. När strömmen ökar ökar bärvågkoncentrationen i det aktiva området, vilket resulterar i en förändring av brytningsindex, vilket i sin tur påverkar laserns våglängd.

2. Termisk inställning Termisk inställning innebär att ändra materialets brytningsindex och kavitetslängd genom att ändra laserns driftstemperatur för att uppnå våglängdsinställning. Temperaturförändringar påverkar materialets brytningsindex och fysiska storlek.

3. Mekanisk inställning Mekanisk inställning är att uppnå våglängdsinställning genom att ändra positionen eller vinkeln på laserns externa optiska element. Vanliga mekaniska inställningsmetoder inkluderar att ändra vinkeln på diffraktionsgittret och flytta spegelns position.

4 Elektrooptisk avstämning Elektrooptisk avstämning uppnås genom att applicera ett elektriskt fält på ett halvledarmaterial för att ändra materialets brytningsindex och därigenom uppnå våglängdsavstämning. Denna metod används vanligtvis ielektrooptiska modulatorer (EOM) och elektrooptiskt avstämda lasrar.

Sammanfattningsvis uppnår avstämningsprincipen för avstämbara halvledarlasrar huvudsakligen våglängdsavstämning genom att ändra resonatorns fysikaliska parametrar. Dessa parametrar inkluderar brytningsindex, kavitetslängd och modval. Specifika avstämningsmetoder inkluderar bärvågsinjektionsavstämning, termisk avstämning, mekanisk avstämning och elektrooptisk avstämning. Varje metod har sin egen specifika fysikaliska mekanism och matematiska härledning, och valet av lämplig avstämningsmetod måste beaktas i enlighet med de specifika tillämpningskraven, såsom avstämningsområde, avstämningshastighet, upplösning och stabilitet.