Основной технический путь создания перестраиваемых лазеров с узкой шириной линии излучения.

основной технический маршрутперестраиваемые лазеры с узкой шириной линии излучения

Основные технические пути настраиваемыхлазеры с узкой шириной линиис полупроводниковыми внешними полостями

Перестраиваемые лазеры с узкой шириной линии излучения являются основой для широкого спектра применений в таких областях, как атомная физика, спектроскопия, квантовая информация, когерентная связь, дистанционное зондирование и прецизионные измерения. В этих областях более простые, дешевые лазеры с более узкой шириной линии излучения и более широким диапазоном перестройки будут и дальше стимулировать новые применения этой технологии.

За последние 50 лет история...регулируемый источник светаЛазеры с временной структурой (TLS) во многом отражают развитие лазерных технологий. Первоначальные лазеры на красителях были заменены диодными лазерами с внешней резонаторной полостью (ECDL), в то время как в мощных системах доминируют перестраиваемые твердотельные лазеры (такие как титан-сапфировые лазеры) или лазеры Nd:YAG с преобразованием частоты, использующие оптические параметрические генераторы (OPO). Диодные лазеры без стабильных внешних резонаторов заполнили рынок недорогих и маломощных устройств, предложив коммерческие DFB-лазеры и DBR-диоды с шириной линии всего 500 кГц. В последнее время волоконные лазеры и волоконные лазеры с переменной частотой начали заменять многие твердотельные системы, предлагая более высокую мощность и большую перестраиваемость или меньшую ширину линии. Сегодня появление частотных гребенок позволяет создавать лазеры со стабилизацией частоты на любой длине волны, сохраняя при этом превосходную стабильность и точность. Однако, несмотря на это, внешняя резонаторная полостьполупроводниковый лазерБлагодаря своей простоте, многофункциональности, достойным характеристикам и очень низкой стоимости, он по-прежнему сохраняет свой статус широко используемого источника света во многих лабораториях.

В настоящее время перестраиваемые лазеры с узкой шириной линии излучения и полупроводниковыми резонаторами находят широкое применение в следующих областях:

Лазерное охлаждение и захват

Бозе-Эйнштейновская конденсация

Квантовая оптика: сжатый свет

Электромагнитно прозрачный и медленный свет

стандарты времени и частоты

Лазерная спектроскопия

Перестраиваемые лазеры с узкой шириной линии излучения обычно состоят из контроллера, лазерного диода и модуля селекции частоты. Например, для селекции и настройки частоты лазера используются дифракционные решетки, или фильтры на основе структуры «кошачий глаз» и т. д. Важными характеристиками перестраиваемых лазеров с узкой шириной линии излучения и внешним полупроводниковым резонатором являются узкая ширина линии излучения, низкий дрейф частоты и широкий диапазон перестройки и т. д. Эти выдающиеся характеристики зависят от чрезвычайно качественной схемы управления лазером, общей механической стабильности лазера и принципа селекции частоты. Для достижения более высокой стабильности частоты лазера можно добавлять различные типы модулей фиксации частоты лазера. Например, используя технологию стабилизации частоты PDH для фиксации длины волны лазера на оптическом сверхстабильном резонаторе, ширину линии излучения лазера можно сузить до уровня 1 Гц, а стабильность частоты может достигать < 3×10⁻¹⁵ при 1 с.