Arten und Anwendungen von Lasergeneratoren

Laserklassifizierung Laser können auf zwei Arten klassifiziert werden.Eine ist nach dem stofflichen Zustand des aktivierten Mediums zu klassifizieren.Diese lassen sich in Gas-, Flüssigkeits-, Festkörper- und Halbleiterlaser unterteilen.Alle Arten von Lasern haben ihre eigenen Eigenschaften.Die Monochromatizität von Gaslasern ist stark.Beispielsweise ist die Monochromatizität von Helium-Neon-Lasern 100 Millionen Mal höher als die von gewöhnlichen Lichtquellen, und Gaslaser haben eine große Vielfalt an Arbeitssubstanzen, sodass sie Laser mit vielen verschiedenen Frequenzen erzeugen können.Aufgrund der geringen Gasdichte ist die Ausgangsleistung des Lasers jedoch entsprechend gering;im Gegenteil, der Festkörperlaser hat eine hohe Energie und eine hohe Ausgangsleistung, aber es gibt nur wenige Arten von Arbeitssubstanzen und eine schlechte Monochromatizität;Das größte Merkmal des Flüssigkeitslasers ist, dass die Wellenlänge des Lasers innerhalb eines bestimmten Bereichs kontinuierlich transformiert werden kann.Diese Art von Laser eignet sich besonders für Anlässe mit strengen Anforderungen an die Laserwellenlänge;Halbleiterlaser sind durch geringe Größe, geringes Gewicht und einfache Struktur gekennzeichnet, aber die Ausgangsleistung ist gering und die Monochromatizität ist schlecht.Ein weiteres Klassifizierungsverfahren ist die Klassifizierung nach der Partikelstruktur des aktiven Mediums, das in Atome, Ionen, Moleküle und Freie-Elektronen-Laser unterteilt werden kann.Helium-Neon-Laser erzeugen Laser, die von Neonatomen emittiert werden, und Rubinlaser erzeugen Laser, die von Chromionen emittiert werden.Es gibt auch Kohlendioxid-Molekularlaser, deren Frequenz stufenlos verändert werden kann.Und kann einen großen Frequenzbereich abdecken.Auch die Art der Aktivierung des Mediums in verschiedenen Lasern ist unterschiedlich.Im Allgemeinen gibt es drei Methoden: die Verwendung von hochintensivem Licht, Elektronen aus einer geladenen Stromquelle und eine dritte, weniger häufig verwendete Methode, Kernstrahlung.

In der faseroptischen Kommunikation verwendete Laser In der faseroptischen Kommunikation gibt es drei Arten von Lichtquellen: Halbleiterlaser, lichtemittierende Halbleiterdioden und Nicht-Halbleiterlaser.Im eigentlichen Lichtwellenleiter-Kommunikationssystem werden normalerweise die ersten beiden ausgewählt.Anstelle von Halbleiterlasern wie Gaslasern, Festkörperlasern usw. sind sie, obwohl sie die frühesten kohärenten Lichtquellen sind, aufgrund ihrer Größe nicht für die Verwendung mit kleinen Lichtwellenleitern geeignet und werden nur in einigen speziellen verwendet setzt.

Halbleiterlaser Halbleiterlaser sind Laserdioden, die als LDs bezeichnet werden.Es wurde vom ehemaligen sowjetischen Wissenschaftler H.Γ.Basov im Jahr 1960. Die Struktur eines Halbleiterlasers besteht normalerweise aus einer P-Schicht, einer N-Schicht und einer aktiven Schicht, die einen doppelten Heteroübergang bildet.Die Lichtemission von Halbleiterlasern basiert auf dem Prinzip der stimulierten Lichtemission.Die meisten Elektronen im Zustand der Besetzungsinversionsverteilung emittieren Photonen synchron, wenn sie durch externe einfallende Photonen angeregt werden.Die Photonen der stimulierten Strahlung und die einfallenden Photonen haben nicht nur die gleiche Wellenlänge, sondern auch die gleiche Phase und Richtung.Auf diese Weise wird starkes Emissionslicht durch Anregung durch schwaches einfallendes Licht erhalten, das eine Rolle der Lichtverstärkung spielt.Die optische Verstärkungsfunktion allein kann jedoch keine optische Oszillation erzeugen.Genau wie ein Oszillator in einer elektronischen Schaltung kann nur die Verstärkungsfunktion keine elektrische Schwingung erzeugen, und eine Mitkopplungsschaltung muss so ausgelegt sein, dass die in der Schaltung verlorene Leistung durch die verstärkte Leistung kompensiert werden kann.In ähnlicher Weise wird auch beim Laser das Rückkopplungskonzept der elektronischen Schaltung ausgeliehen, und ein Teil des verstärkten Lichts wird zurückgeführt, um es weiter zu verstärken, Oszillation zu erzeugen und Laserlicht zu emittieren.Solche Instrumente, die verwendet werden, um eine verstärkte Rückkopplung von Licht zu erreichen, werden als optische Resonatoren bezeichnet.Die Vorteile von Halbleiterlasern: geringe Größe, hohe Kopplungseffizienz, schnelle Ansprechgeschwindigkeit, Wellenlänge und Größe an die Größe der Faser angepasst, direkte Modulation und gute Kohärenz.

Halbleiter-Leuchtdioden Ähnlich wie Halbleiterlaser haben auch Halbleiter-Leuchtdioden einen PN-Übergang, und sie verwenden auch eine externe Stromversorgung, um Elektronen in den PN-Übergang zu injizieren, um Licht zu emittieren.Lichtemittierende Halbleiterdioden werden als LEDs bezeichnet, die aus einer durch einen Halbleiter vom P-Typ gebildeten P-Schicht, einer durch einen Halbleiter vom N-Typ gebildeten N-Schicht und einer durch eine doppelte Heterostruktur in der Mitte gebildeten aktiven Schicht bestehen.Die aktive Schicht ist ein Licht emittierender Bereich und ihre Dicke beträgt etwa 0,1 bis 0,2 &mgr;m.

Die Strukturtoleranzen von Halbleiter-Leuchtdioden sind nicht so eng wie die von Lasern, und es gibt keine Resonatoren.Das emittierte Licht ist also kein Laserlicht, sondern Fluoreszenz.LEDs sind Geräte, die mit einer angelegten Durchlassspannung arbeiten.Unter der Wirkung der Vorwärtsspannung diffundieren die Elektronen im N-Bereich in positiver Richtung und treten in die aktive Schicht ein, und die Löcher im P-Bereich diffundieren ebenfalls in negativer Richtung und treten in die aktive Schicht ein.Die in die aktive Schicht eintretenden Elektronen und Löcher werden aufgrund der Wirkung der Heteroübergangsbarriere in der aktiven Schicht eingefangen, wodurch eine Besetzungsinversionsverteilung gebildet wird.Diese Elektronen mit einer Besetzungsinversionsverteilung in der aktiven Schicht erzeugen spontanes Emissionslicht, wenn sie durch einen Übergang mit Löchern rekombinieren.Lichtemittierende Halbleiterdioden sind einfach in der Struktur, klein in der Größe, klein im Betriebsstrom, einfach zu verwenden und kostengünstig, so dass sie in optoelektronischen Systemen weit verbreitet sind.

Es gibt viele Möglichkeiten, Laser zu klassifizieren, die nach dem Material, das sie schneiden, nach ihrer Leistung und nach dem Frequenzband unterteilt werden können.Lasergeräte können je nach Wellenlängenband in sichtbares Licht, Infrarot, Ultraviolett, Röntgen und mehrere Wellenlängen abstimmbar unterteilt werden.Derzeit industrielle Infrarot- und Ultraviolettlaser, wie CO2-Laser 10,64 um Infrarotlaser, kryptonlampengepumpter YAG-Laser 1,064 um Infrarotlaser, xenonlampengepumpter YAG-Laser 1,064 um Infrarotlaser, halbleiterseitig gepumpter YAG-Laser 1,064 um Infrarotlaser.

Es gibt viele Arten von Lasern, die in Festkörper-, Gas-, Flüssigkeits-, Halbleiter- und Farbstofftypen unterteilt werden können:

(1) Festkörperlaser sind im Allgemeinen klein und robust, haben eine hohe Impulsstrahlungsleistung und ein breites Anwendungsspektrum.Wie zum Beispiel: Nd:YAG-Laser.Nd (Neodym) ist ein Seltenerdelement, YAG steht für Yttrium-Aluminium-Granat und seine Kristallstruktur ähnelt Rubin.

(2) Der Halbleiterlaser hat eine kleine Größe, ein geringes Gewicht, eine lange Lebensdauer und eine einfache Struktur und ist besonders geeignet zur Verwendung in Flugzeugen, Kriegsschiffen, Fahrzeugen und Raumschiffen.Halbleiterlaser können die Wellenlänge von Laserlicht durch externe elektrische Felder, Magnetfelder, Temperatur, Druck usw. ändern und elektrische Energie direkt in Laserenergie umwandeln, sodass sie sich schnell entwickeln.

(3) Der Gaslaser verwendet Gas als Arbeitssubstanz und hat eine gute Monochromatizität und Kohärenz.Die Laserwellenlänge kann Tausende von Arten erreichen und ist weit verbreitet.Der Gaslaser hat eine einfache Struktur, niedrige Kosten und einen bequemen Betrieb.Es ist weit verbreitet in Industrie und Landwirtschaft, Medizin, Präzisionsmessung, holografischer Technologie usw. Gaslaser haben verschiedene Anregungsmethoden wie elektrische Energie, thermische Energie, chemische Energie, Lichtenergie und Kernenergie.

(4) Farbstofflaser mit flüssigen Farbstoffen als Arbeitssubstanzen kamen 1966 auf den Markt und werden in verschiedenen wissenschaftlichen Forschungsgebieten weit verbreitet verwendet.Es gibt ungefähr 500 Arten von Farbstoffen, die Laserlicht erzeugen können.Diese Farbstoffe sind in Alkohol, Benzol, Aceton, Wasser oder anderen Lösungen löslich.Sie können auch in fester Form in organischen Kunststoffen enthalten sein oder in gasförmiger Form zu Dampf sublimiert werden.Daher werden Farbstofflaser auch als „Flüssigkeitslaser“ bezeichnet.Das herausragende Merkmal von Farbstofflasern ist, dass die Wellenlänge stufenlos durchstimmbar ist.Für Anwendungen in der spektroskopischen Spektroskopie, Photochemie, medizinischen Versorgung und Landwirtschaft ist eine große Auswahl an Brennstofflasern zu niedrigen Kosten, mit hoher Effizienz und einer mit Gas- und Festkörperlasern vergleichbaren Ausgangsleistung erhältlich.

(5) Es gibt viele Arten von Infrarotlasern mit breitem Anwendungsbereich.Es handelt sich um eine neuartige Infrarot-Strahlungsquelle, die sich durch hohe Strahlungsintensität, gute Monochromatizität, gute Kohärenz und starke Richtwirkung auszeichnet.

(6) Röntgenlaser haben einen wichtigen Wert in der wissenschaftlichen Forschung und in militärischen Angelegenheiten und haben Vorteile bei Laser-Raketenabwehrwaffen;Biologen können Röntgenlaser verwenden, um molekulare Strukturen in lebendem Gewebe zu untersuchen oder mehr über Zellfunktionen zu erfahren;Verwenden Sie Röntgenlaser, um Fotos von molekularen Strukturen zu schießen, was zu kontrastreichen biomolekularen Bildern führt.

(7) Chemische Laser Einige chemische Reaktionen erzeugen genügend hochenergetische Atome, um große Energie freizusetzen, die zur Erzeugung von Laserwirkung verwendet werden kann.

(8) Freie-Elektronen-Laser Diese Lasertypen eignen sich besser zum Erzeugen von Strahlung mit sehr hoher Leistung als andere Typen.Sein Wirkmechanismus ist anders.Es erhält zig Millionen Volt an hochenergetischen Einstellelektronenstrahlen vom Beschleuniger und durchläuft das periodische Magnetfeld, um Energieniveaus mit unterschiedlichen Energiezuständen zu bilden und stimulierte Strahlung zu erzeugen.

(9) Excimerlaser, fasergeführte Wellenlaser usw.

Laserprinzip Übersicht und Anwendung

Ein Laser ist ein Gerät, das Laserlicht aussendet.Der erste Mikrowellen-Quantenverstärker wurde 1954 hergestellt, und es wurde ein hochkohärenter Mikrowellenstrahl erhalten.1958 erweiterten AL Xiaoluo und CH Townes das Prinzip des Mikrowellen-Quantenverstärkers auf den optischen Frequenzbereich und wiesen auf das Verfahren zur Lasererzeugung hin.1960 stellten TH Maiman und andere den ersten Rubinlaser her.1961 stellten A. Jia Wen et al. einen Helium-Neon-Laser her.1962 schufen RN Hall und andere den Galliumarsenid-Halbleiterlaser.Seitdem gibt es immer mehr Lasertypen.Je nach Arbeitsmedium lassen sich Laser in vier Kategorien einteilen: Gaslaser, Festkörperlaser, Halbleiterlaser und Farbstofflaser.Kürzlich wurden auch Freie-Elektronen-Laser entwickelt.Das Arbeitsmedium ist ein Hochgeschwindigkeits-Elektronenstrahl, der sich in einem periodischen Magnetfeld bewegt.Die Laserwellenlänge kann ein breites Band von Mikrowellen bis zu Röntgenstrahlen abdecken.Je nach Arbeitsmodus gibt es mehrere Typen wie kontinuierlich, gepulst, gütegeschaltet und ultrakurz gepulst.Hochleistungslaser werden normalerweise gepulst ausgegeben.Es gibt Tausende von Laserwellenlängen, die von verschiedenen Lasertypen emittiert werden.Die längste Wellenlänge beträgt 0,7 mm im Mikrowellenband und die kürzeste Wellenlänge 210 Angström im fernen Ultraviolettbereich.Auch Laser im Röntgenbereich werden untersucht.

Mit Ausnahme von Freie-Elektronen-Lasern ist das grundlegende Arbeitsprinzip verschiedener Laser gleich, und die wesentlichen Komponenten des Geräts umfassen Anregung (oder Pumpen), ein Arbeitsmedium mit metastabilen Energieniveaus und einen Resonator (siehe Optischer Resonator) 3 Teile.Anregung ist die Anregung des Arbeitsmediums in einen angeregten Zustand nach Absorption externer Energie, wodurch Bedingungen für die Realisierung und Aufrechterhaltung der Besetzungsinversion geschaffen werden.Die Anregungsverfahren umfassen optische Anregung, elektrische Anregung, chemische Anregung und Kernenergieanregung.Das Arbeitsmedium hat ein metastabiles Energieniveau, so dass die stimulierte Emission dominiert, wodurch eine optische Verstärkung realisiert wird.Der Resonator kann dazu führen, dass die Photonen in der Kavität die gleiche Frequenz, Phase und Laufrichtung haben, so dass der Laser eine gute Richtwirkung und Kohärenz hat.

Laserarbeitsmaterial bezieht sich auf das Materialsystem, das verwendet wird, um eine Partikelzahlinversion zu erreichen und eine stimulierte Strahlungsverstärkung von Licht zu erzeugen, manchmal auch als Laserverstärkungsmedium bezeichnet, das fest (Kristall, Glas), gasförmig (Atomgas, ionisches Gas) oder molekulares Gas sein kann ), Halbleiter und Flüssigkeiten.Die Hauptanforderung an das Laserarbeitsmaterial besteht darin, einen möglichst hohen Grad an Besetzungsinversion zwischen den spezifischen Energieniveaus seiner Arbeitsteilchen zu erreichen und diese Inversion während des gesamten Laseremissionsprozesses so effektiv wie möglich beizubehalten;Dazu muss der Arbeitsstoff eine geeignete Energieniveaustruktur und Übergangscharakteristik aufweisen.

Ein Anregungs-(Pumpen-)System bezieht sich auf einen Mechanismus oder eine Vorrichtung, die eine Energiequelle für die Realisierung und Aufrechterhaltung der Besetzungsinversion des Laserarbeitsmaterials bereitstellt.Abhängig vom Arbeitsmaterial und den Betriebsbedingungen des Lasers können verschiedene Anregungsverfahren und Anregungsgeräte verwendet werden, und die folgenden vier sind üblich.① Optische Anregung (optische Pumpe).Die gesamte Anregungseinrichtung besteht üblicherweise aus einer Gasentladungslichtquelle (zB Xenonlampe, Kryptonlampe) und einem Kondensor.②Gasentladungsanregung.Die Teilchenzahlinversion wird durch den im Gasarbeitsstoff ablaufenden Gasentladungsprozess realisiert.Die gesamte Anregungsvorrichtung besteht üblicherweise aus einer Entladungselektrode und einer Entladungsstromquelle.③ chemische Anreize.Die Partikelzahlinversion wird durch Nutzung des im Arbeitsstoff ablaufenden chemischen Reaktionsprozesses erreicht und erfordert in der Regel geeignete chemische Reaktanden und entsprechende Initiierungsmaßnahmen.④ Kernenergieanreize.Es verwendet Spaltfragmente, hochenergetische Teilchen oder Strahlung, die durch kleine Kernspaltungsreaktionen erzeugt werden, um Arbeitssubstanzen anzuregen und eine Besetzungsinversion zu erreichen.

Optische Resonanzräume bestehen üblicherweise aus zwei Spiegeln mit bestimmten geometrischen Formen und optischen Reflexionseigenschaften, die auf bestimmte Weise kombiniert werden.Die Funktionen sind: ① Bereitstellen einer optischen Rückkopplungsfähigkeit, so dass stimulierte Strahlungsphotonen viele Male im Hohlraum hin und her wandern, um eine kohärente kontinuierliche Oszillation zu bilden.② Die Richtung und Frequenz des hin- und hergehenden oszillierenden Strahls in der Kavität sind begrenzt, um sicherzustellen, dass der Ausgangslaser eine bestimmte Richtung und Monochromatizität aufweist.Die Wirkung des Resonanzhohlraums ① wird durch die Geometrie (Krümmungsradius der reflektierenden Oberfläche) und die relative Kombination der zwei Spiegel bestimmt, die normalerweise den Hohlraum bilden;Unterschiedliche Lichtfrequenzen haben unterschiedliche selektive Verlusteigenschaften.

Einige gängige Laser und ihre Verwendung werden wie folgt beschrieben:

Nd: YAG-Laser, 1064 nm, Festkörperlaser, die maximale Ausgangsleistung des Dauerlasers beträgt 1000 W, die zum Laserschneiden von Metall verwendet werden kann.

Ho: YAG, Festkörperlaser, der augensichere 2097-nm- und 2091-nm-Laser für Radar- und medizinische Anwendungen herstellt.

He-Ne-Laser, 632,8 nm, Gaslaser, Leistung von mehreren mW, verwendet für Kollimation, Positionierung, Holographie usw.

CO2-Laser, Gaslaser, Ausgangswellenlänge 10,6 um, weit verbreitet in der Laserbearbeitung, medizinischen, atmosphärischen Kommunikation und anderen militärischen Anwendungen.

N2-Molekularlaser, Gaslaser, geben ultraviolettes Licht aus, die Spitzenleistung kann mehrere zehn Megawatt erreichen, die Impulsbreite beträgt weniger als 10 ns und die Wiederholungsfrequenz beträgt einige zehn bis Kilohertz.Es kann als Pumpquelle für durchstimmbare Brennstofflaser verwendet werden und kann auch für die Fluoreszenzanalyse verwendet werden., Verschmutzungserkennung usw.

Es gibt ungefähr drei Prinzipien, um eine Laserwellenlängenabstimmung zu erreichen.Die meisten durchstimmbaren Laser verwenden Arbeitssubstanzen mit breiten Fluoreszenzlinien.Die Resonatoren, aus denen der Laser besteht, haben nur in einem sehr schmalen Wellenlängenbereich sehr geringe Verluste.Daher besteht die erste darin, die Wellenlänge des Laserlichts zu ändern, indem die Wellenlänge, die dem verlustarmen Bereich des Resonators entspricht, durch einige Elemente (wie beispielsweise Gitter) geändert wird.Die zweite besteht darin, das Energieniveau des Laserübergangs zu verschieben, indem einige externe Parameter (wie Magnetfeld, Temperatur usw.) geändert werden.Die dritte besteht darin, nichtlineare Effekte zu verwenden, um eine Wellenlängenumwandlung und -abstimmung zu erreichen (siehe nichtlineare Optik, stimulierte Raman-Streuung, optische Frequenzverdopplung und optische parametrische Oszillation).Typische Laser, die zu dem ersten Abstimmverfahren gehören, umfassen Farbstofflaser, Chrysoberyllaser, Farbzentrumslaser, abstimmbare Hochdruckgaslaser und abstimmbare Excimerlaser.

Durchstimmbare Laser werden hinsichtlich der Implementierungstechnologie hauptsächlich unterteilt in: Stromregelungstechnik, Temperaturregelungstechnik und mechanische Regelungstechnik.

Darunter realisiert die elektronische Steuerungstechnologie eine Wellenlängenabstimmung durch Änderung des Injektionsstroms.Es hat eine Abstimmgeschwindigkeit auf ns-Niveau und eine große Abstimmbandbreite, aber die Ausgangsleistung ist gering.Hilfsgitter, gerichtete Kopplung, Rückabtastungsreflexion) Laser.Die Temperatursteuerungstechnologie ändert die Laserausgangswellenlänge, indem sie den Brechungsindex des aktiven Bereichs des Lasers ändert.Die Technik ist einfach, aber langsam und hat eine schmale abstimmbare Bandbreite von nur wenigen nm.Basierend auf der Temperaturregelungstechnologie gibt es hauptsächlich DFB- (Distributed Feedback) und DBR- (Distributed Bragg Reflection) Laser.Die mechanische Steuerung basiert hauptsächlich auf der MEMS-Technologie (Micro-Electro-Mechanical Systems), um die Wellenlängenauswahl mit großer einstellbarer Bandbreite und hoher Ausgangsleistung zu vervollständigen.Basierend auf mechanischer Steuerungstechnologie gibt es hauptsächlich DFB (Distributed Feedback), ECL (External Cavity Laser) und VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) und andere Strukturen.Die Prinzipien abstimmbarer Laser unter diesen Aspekten werden unten erläutert.

Basierend auf aktueller Steuerungstechnik

Das allgemeine Prinzip, das auf der Stromsteuerungstechnologie basiert, besteht darin, den Strom des Fasergitters und des Phasensteuerungsteils an unterschiedlichen Positionen in dem abstimmbaren Laser zu ändern, so dass sich der relative Brechungsindex des Fasergitters ändert, was zu unterschiedlichen Spektren führt, die sind erzeugt durch verschiedene Bereiche des Fasergitters.Die Überlagerung unterschiedlicher Spektren selektiert eine spezifische Wellenlänge, wodurch die gewünschte spezifische Wellenlänge des Laserlichts erzeugt wird.

Ein abstimmbarer Laser, der auf Stromsteuerungstechnologie basiert, nimmt eine SGDBR-Struktur (Sampled Grating Distributed Bragg Reflector) an.

Dieser Lasertyp ist hauptsächlich in einen Halbleiterverstärkungsbereich, einen vorderen Bragg-Gitterbereich, einen aktiven Bereich, einen Phaseneinstellbereich und einen hinteren Bragg-Gitterbereich unterteilt.Der vordere Bragg-Gitterbereich, der Phaseneinstellbereich und der hintere Bragg-Gitterbereich ändern jeweils die molekulare Verteilungsstruktur des Bereichs durch unterschiedliche Ströme, wodurch die periodischen Eigenschaften des Bragg-Gitters geändert werden.

Für das im aktiven Bereich (Aktiv) erzeugte Spektrum wird das Spektrum mit kleiner Differenz in der Frequenzverteilung im vorderen Bragg-Gitter-Bereich bzw. im hinteren Bragg-Gitter-Bereich gebildet.Für die erforderliche spezifische Wellenlänge des Laserlichts legt der abstimmbare Laser unterschiedliche Ströme an das vordere Bragg-Gitter bzw. das hintere Bragg-Gitter an, so dass nur die spezifische Wellenlänge überlappt und andere Wellenlängen das Spektrum in diesen beiden Bereichen nicht überlappen, so dass die benötigte spezifische Wellenlängen können ausgegeben werden.Gleichzeitig enthält der Laser auch einen Halbleiterverstärkerbereich, sodass die Ausgangsleistung des Laserlichts einer bestimmten Wellenlänge 100 mW oder 20 mW erreichen kann.

Basierend auf mechanischer Steuerungstechnik

Basierend auf mechanischer Steuerungstechnologie wird im Allgemeinen MEMS verwendet, um dies zu erreichen.Ein abstimmbarer Laser, der auf mechanischer Steuerungstechnologie basiert, übernimmt die MEMS-DFB-Struktur.

Abstimmbare Laser umfassen hauptsächlich DFB-Laserarrays, neigbare MEMS-Spiegel und andere Steuer- und Hilfsteile.

Für den DFB-Laser-Array-Bereich gibt es mehrere DFB-Laser-Arrays, von denen jedes spezifische Wellenlängen im Abstand von 25 GHz innerhalb einer Bandbreite von etwa 1,0 nm erzeugen kann.Die erforderliche spezifische Wellenlänge wird ausgewählt, indem der Rotationswinkel der MEMS-Linse gesteuert wird, um die erforderliche spezifische Wellenlänge von Licht auszugeben.

Ein weiterer abstimmbarer Laser, der auf der VCSEL-Struktur der ML-Serie basiert, sein Design basiert auf einem optisch gepumpten, oberflächenemittierenden Laser mit vertikalem Resonator, der semisymmetrische Resonatortechnologie verwendet und MEMS verwendet, um eine kontinuierliche Wellenlängenabstimmung zu erreichen.Gleichzeitig können durch dieses Verfahren eine große optische Ausgangsleistung und ein weiter spektraler Abstimmbereich erhalten werden, und der Thermistor und der TEC sind zusammengepackt, um eine stabile Ausgabe in einem breiten Temperaturbereich zu haben.Ein Breitband-Wellenlängencontroller ist zur präzisen Frequenzsteuerung in dasselbe Gehäuse integriert, und der optische Leistungsdetektor mit Abgriff am Front-End und der optische Isolator sorgen für eine stabile Ausgangsleistung.Dieser abstimmbare Laser kann sowohl im C-Band als auch im L-Band eine optische Leistung von 10/20 mW liefern.

Der Hauptnachteil von auf diesem Prinzip basierenden abstimmbaren Lasern besteht darin, dass die Abstimmzeit relativ langsam ist und im Allgemeinen eine Abstimmstabilisierungszeit von mehreren Sekunden erfordert.

Basierend auf Temperaturregelungstechnologie

Die temperaturbasierte Regelungstechnik wird hauptsächlich in der DFB-Struktur verwendet.Das Prinzip besteht darin, die Temperatur in der Laserkavität so einzustellen, dass sie unterschiedliche Wellenlängen emittieren kann.

Die Wellenlängenanpassung eines abstimmbaren Lasers auf der Grundlage dieser Prinziptechnologie wird realisiert, indem der InGaAsP-DFB-Laser so gesteuert wird, dass er bei -5–50 ° C arbeitet.Das Modul verfügt über einen eingebauten FP-Etalon und eine optische Leistungserkennung, und der Laser mit kontinuierlicher Lichtausgabe kann auf das von der ITU spezifizierte Raster mit 50-GHz-Intervallen eingerastet werden.Es gibt zwei unabhängige TECs im Modul, einer wird verwendet, um die Wellenlänge des Lasers zu steuern, und der andere wird verwendet, um den Betrieb des Wellenlängenschließfachs und des Leistungsdetektionsdetektors im Modul bei konstanter Temperatur sicherzustellen.Das Modul hat auch einen eingebauten SOA, um die optische Ausgangsleistung zu verstärken.

Der Nachteil dieser Steuerungstechnologie besteht darin, dass die Abstimmbreite eines einzelnen Moduls nicht groß ist, im Allgemeinen nur wenige nm, und die Abstimmzeit relativ lang ist und im Allgemeinen eine Abstimmstabilisierungszeit von mehreren Sekunden erfordert.

Gegenwärtig verwenden abstimmbare Laser im Wesentlichen Stromsteuerungstechnologie, Temperatursteuerungstechnologie oder mechanische Steuerungstechnologie, und einige Anbieter können eine oder beide dieser Technologien verwenden.Mit der Weiterentwicklung der Technologie können natürlich auch andere neue abstimmbare Lasersteuerungstechnologien entstehen.
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Postzeit: 26. Juli 2022

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