Принцип настройки перестраиваемого полупроводникового лазера (Tunable laser)

Принцип настройкиПерестраиваемый полупроводниковый лазер(Настраиваемый лазер)

Перестраиваемый полупроводниковый лазер — это тип лазера, который может непрерывно изменять длину волны лазерного излучения в определенном диапазоне. Перестраиваемый полупроводниковый лазер использует тепловую, электрическую и механическую настройку для регулировки длины резонатора, спектра отражения решетки, фазы и других переменных для достижения настройки длины волны. Этот тип лазера имеет широкий спектр применения в оптической связи, спектроскопии, зондировании, медицине и других областях. На рисунке 1 показан базовый составперестраиваемый лазер, включая блок усиления света, резонатор FP, состоящий из переднего и заднего зеркал, и блок фильтра выбора оптического режима. Наконец, регулируя длину резонатора отражения, фильтр оптических мод может достичь выходного сигнала выбора длины волны.

РИС.1

Метод настройки и его вывод

Принцип настройки перестраиваемогополупроводниковые лазерыв основном зависит от изменения физических параметров лазерного резонатора для достижения непрерывного или дискретного изменения длины волны выходного лазера. Эти параметры включают, помимо прочего, показатель преломления, длину резонатора и выбор режима. Ниже подробно описаны некоторые распространенные методы настройки и их принципы:

1. Настройка введения несущей

Настройка инжекции носителей заключается в изменении показателя преломления материала путем изменения тока, инжектируемого в активную область полупроводникового лазера, для достижения настройки длины волны. При увеличении тока концентрация носителей в активной области увеличивается, что приводит к изменению показателя преломления, что, в свою очередь, влияет на длину волны лазера.

2. Термическая настройка. Термическая настройка заключается в изменении показателя преломления и длины полости материала путем изменения рабочей температуры лазера для достижения настройки длины волны. Изменения температуры влияют на показатель преломления и физический размер материала.

3. Механическая настройка. Механическая настройка заключается в достижении настройки длины волны путем изменения положения или угла внешних оптических элементов лазера. Общие методы механической настройки включают изменение угла дифракционной решетки и изменение положения зеркала.

4 Электрооптическая настройка Электрооптическая настройка достигается путем приложения электрического поля к полупроводниковому материалу для изменения показателя преломления материала, тем самым достигая настройки длины волны. Этот метод обычно используется вэлектрооптические модуляторы (МНВ) и лазеры с электрооптической настройкой.

Таким образом, принцип настройки перестраиваемого полупроводникового лазера в основном реализует настройку длины волны путем изменения физических параметров резонатора. Эти параметры включают показатель преломления, длину резонатора и выбор режима. Конкретные методы настройки включают настройку с инжекцией носителей, тепловую настройку, механическую настройку и электрооптическую настройку. Каждый метод имеет свой собственный физический механизм и математический вывод, и выбор подходящего метода настройки необходимо учитывать в соответствии с конкретными требованиями приложения, такими как диапазон настройки, скорость настройки, разрешение и стабильность.