Kaip paversti lazerinį diodą į derinamą puslaidininkinį lazerį

Lazerinių diodų pavertimas derinamais puslaidininkiniais lazeriais žymiai pagerina matavimo sistemų tikslumą ir stabilumą dėl tikslaus bangos ilgio parinkimo ir valdymo. Tai ypač svarbu taikant didelio tikslumo programas, tokias kaip spektroskopinė analizė, tikslūs matavimai ir moksliniai tyrimai.

Lazeriniai diodai
Lazeriniai diodai yra gerai žinomi įvairių plataus vartojimo gaminių komponentai, pvz., lazeriniai rodyklės, brūkšninių kodų skaitytuvai arba CD / DVD / „Blu-ray“ įrenginiai. Jų sėkmę lemia kompaktiškumas, paprastas valdymas, didelis konversijos efektyvumas ir didelės sąnaudos. Tačiau plikų lazerinių diodų spinduliuotės spektras yra platus, o lazerio bangos ilgis nėra tiksliai apibrėžtas.

Paprastai du puslaidininkinio lazerio vamzdžio galiniai paviršiai sudaro rezonansinę ertmę ir nustato (išilginį) lazerio režimą. Plati puslaidininkio stiprinimo kreivė vienu metu palaiko kelis režimus, kurių kiekvienas turi skirtingą dažnį. Netgi diodai, turintys vieną išilginį režimą, gali rodyti režimo šuolius ir spektriškai nestabilius išėjimo pluoštus, kai kinta mažai lusto temperatūrai arba tvarkyklės srovei.

Derinami puslaidininkiniai lazeriai

Derinami vieno dažnio puslaidininkiniai lazeriai susideda iš lazerinio diodo ir dažnio selektyvaus modulio, pavyzdžiui, grotelių, skirtų lazerio dažniui parinkti ir derinti. Galime užtikrinti bangos ilgius nuo 190 nm iki 4000 nm su siauru linijos pločiu ir derinamumu – kai kuriose sistemose iki 120 nm derinimo režimo be šuolio. Šiuos lazerius galima sustiprinti atskirais stiprintuvais arba integruoti į pagrindinius generatoriaus galios stiprintuvus (MOPA) iki 4 W. Daugumoje lazerinių stiprintuvų sistemų naudojami kūginiai stiprintuvai. Platesnę spektrinę aprėptį galima pasiekti naudojant dvigubo dažnio lazerius – nuo ​​190 nm iki 680 nm, kurių galia iki 1 W. Visų šių lazerinių sistemų svarbiausios savybės yra mažas triukšmas (mažas RIN triukšmas ir siauras linijos plotis) ir mažas dreifas. Šios puikios charakteristikos priklauso nuo itin gerų lazerinių tvarkyklių grandinių. Norint pasiekti didesnį lazerio stabilumą, linijos plotį galima susiaurinti iki 1 Hz, naudojant įvairių tipų lazerio dažnio fiksavimo modulius, kuriuos galima valdyti patogiomis skaitmeninėmis grandinėmis.

Režimo pasirinkimas
Įvedus dažnio selektyvų grįžtamąjį ryšį į lazerio ertmę, galima pasiekti puikias puslaidininkinio lazerio savybes, tokias kaip siauras spinduliuotės linijos plotis, didelis koherencijos ilgis, tikslus bangos ilgio pasirinkimas ir spinduliavimo dažnio derinimas arba stabilizavimas. JTBYShield siūlo du derinamus vieno dažnio puslaidininkinius lazerius. Abu naudoja groteles, kad pasirinktų ir valdytų emisijos dažnį. Vienas iš jų yra stabilizuotas išorinės ertmės puslaidininkinis lazeris (ECDL).

Jame yra optinės gardelės, sumontuotos prieš lazerinį diodą kaip pirmasis rezonansinės ertmės paviršius, o antrasis rezonansinės ertmės paviršius yra diodo galas, lazerio vamzdelis ir grįžtamojo ryšio elementas sudaro „išorinę rezonansinę ertmę“.

Išorinės ertmės puslaidininkinio lazerio schema

Kitas būdas – lazeriniai diodai su grotelėmis, įmontuotomis pačiame puslaidininkyje: paskirstytojo grįžtamojo ryšio (DFB) ir paskirstyto Bragg reflektoriaus (DBR) puslaidininkiniai lazeriniai vamzdeliai.

Grotelių filtras, puslaidininkio stiprinimo kreivė, vidinio puslaidininkinio lazerio vamzdžio režimas ir (jei taikoma) išorinės ertmės režimas nustato lazerio formavimo režimą. Norint užtikrinti stabilų vieno režimo veikimą, būtinas tikslus temperatūros ir srovės valdymas bei tinkamas komponentų derinimas.

Režimo pasirinkimas išorinių ertmių diodiniuose lazeriuose

Išorinės ertmės puslaidininkinio lazerio schema

DBR lazerinio diodo schema

Bangos ilgio derinimas

DFB ir DBR diodų bangos ilgis gali būti reguliuojamas reguliuojant puslaidininkinio lazerio vamzdžio srovę ir (arba) temperatūrą. Juos galima derinti maždaug 1-2 nm be jokio režimo perjungimo.

Norint pakeisti ECDL bangos ilgį, reikia pakeisti režimo atrankos įrenginio spektrinį atsaką, pavyzdžiui, keičiant kritimo ant grotelių kampą. Veikiant režimu, kai bendras stiprinimas yra didžiausias, lazeris pereina į kitą išilginį režimą ir spinduliuoja nauju bangos ilgiu.

Tikslus lazerio bangos ilgio derinimas pasiekiamas keičiant išorinės ertmės ilgį, dėl kurio pakeičiamas esamas išilginis režimas, palaikomas vienmodžio lazerio veikimo.

Derinimas be režimų

DL Pro lazeris

Didelis derinimo diapazonas be režimo šuolio yra nulemtas suderinto kelių veiksnių derinimo. Mūsų DL pro lazeriai pasiekia plataus dažnio šuoliavimo laisvą derinimą, vienu metu keičiant grotelių kampą, išorinės ertmės ilgį ir puslaidininkinio lazerio vamzdžio srovę, kad būtų pasiekta optimali sinchronizacija. DL pro derinimas be režimo šuolio paprastai yra 20-50 GHz, su tvirta ir beveik monomerine struktūra, kad būtų užtikrintos stabilios darbo sąlygos.

Taikymo laukai
1. Taikymas komunikacijos srityje
Derinami puslaidininkiniai lazeriai atlieka pagrindinį vaidmenį optinio ryšio sistemose, ypač bangos ilgio padalijimo tankinimo (WDM) ir tankaus bangos ilgio padalijimo tankinimo (DWDM) sistemose. Jo bangos ilgio derinimo galimybė leidžia lanksčiai prisitaikyti prie skirtingų kanalų poreikių, gerinant perdavimo pajėgumus ir tinklo efektyvumą.
2. Taikymas medicinos srityje
Medicinos srityje derinami puslaidininkiniai lazeriai plačiai naudojami didelio tikslumo chirurgijoje, lazerio terapijoje ir biomedicininiame vaizdavime. Dėl tikslios bangos ilgio kontrolės ir didelio stabilumo jis yra idealus pasirinkimas tokioms reikmėms kaip oftalmologinė chirurgija, dermatologinis gydymas ir vėžio gydymas.
3. Taikymas moksliniuose tyrimuose
Derinami puslaidininkiniai lazeriai turi svarbių pritaikymų atliekant mokslinius tyrimus, tokius kaip spektrinė analizė, tikslumo matavimai ir kvantinės optikos tyrimai. Dėl siauro linijos pločio ir didelio šoninio režimo slopinimo koeficiento jis puikiai atitinka didelės raiškos spektrinius matavimus ir mažo triukšmo lazerio šaltinio reikalavimus.
4. Didelio tikslumo matavimas
Derinamų puslaidininkinių lazerių taikymas didelio tikslumo matavimams apima atstumo matavimą, greičio matavimą ir deformacijų matavimą. Dėl didelio nuoseklumo ir siauro linijos pločio charakteristikos leidžia interferometrinėms matavimo sistemoms pasiekti itin aukštą matavimo tikslumą ir stabilumą.
5. Spektrinė analizė
Kai spektrinei analizei naudojami derinami puslaidininkiniai lazeriai, jie gali pateikti didelės skiriamosios gebos ir didelio jautrumo spektrinius duomenis. Jų taikymas aplinkos stebėjimui, cheminei analizei ir biologiniam jutimui padeda aptikti komponentų pėdsakus ir analizuoti sudėtingus mėginius.
6. Optinio dažnio skenavimo interferometrija
Taikant derinamus puslaidininkinius lazerius optinio dažnio skenavimo interferometrijoje, keičiant lazerio dažnį pasiekiamas absoliutus atstumas iki taikinio. Dėl didelio tikslumo ir didelio nuoseklumo ilgio jis plačiai naudojamas reljefo žemėlapiuose ir kosmoso tyrinėjimuose.

Lazerinius diodus paverčiant derinamais puslaidininkiniais lazeriais, įvedami dažnio selektyvaus grįžtamojo ryšio mechanizmai, kad būtų galima pasirinkti režimą, naudojamos grotelės (tokios kaip išorinės ertmės grotelės ir įmontuotos grotelės DFB/DBR) bangos ilgio derinimui valdyti ir optimizuojamas lazerio išvesties stabilumas ir režimas. - derinimo diapazonas be apynių, naudojant sinchroninio derinimo metodus. Šios naujovės ne tik pagerina lazerinių sistemų tikslumą ir stabilumą, bet ir išplečia jų taikymo galimybes atliekant didelio tikslumo matavimus, spektrinę analizę ir optinio dažnio skenavimo interferometrijos diapazoną.

JTBYShieldteikia didelio našumo vieno dažnio derinamus puslaidininkinius lazerius, kurie gali būti naudojami tokiose srityse kaip lazerinė spektroskopija, biofotonika, pagrindinė kvantinė fizika ir puslaidininkių aptikimas/metrologija.Jei susidomėjote, nedvejodami susisiekite su mumis dėl išsamesnės informacijos apie produktą.

Kontaktinė informacija:

Jei turite kokių nors idėjų, nedvejodami pasikalbėkite su mumis. Nesvarbu, kur yra mūsų klientai ir kokie yra mūsų reikalavimai, sieksime savo tikslo teikti klientams aukštą kokybę, žemas kainas ir geriausias paslaugas.