ఇరుకైన లైన్విడ్త్ లేజర్ టెక్నాలజీ పార్ట్ వన్

ఈ రోజు, మేము విపరీతమైన - ఇరుకైన లైన్‌విడ్త్ లేజర్‌కు “మోనోక్రోమటిక్” లేజర్‌ను పరిచయం చేస్తాము. దీని ఆవిర్భావం లేజర్ యొక్క అనేక అనువర్తన రంగాలలో అంతరాలను నింపుతుంది, మరియు ఇటీవలి సంవత్సరాలలో గురుత్వాకర్షణ తరంగ గుర్తింపు, లిడార్, పంపిణీ సెన్సింగ్, హై-స్పీడ్ పొందికైన ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ మరియు ఇతర రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడింది, ఇది లేజర్ శక్తిని మెరుగుపరచడం ద్వారా మాత్రమే పూర్తి చేయలేని “మిషన్”.

ఇరుకైన లైన్‌విడ్త్ లేజర్ అంటే ఏమిటి?

"లైన్ వెడల్పు" అనే పదం ఫ్రీక్వెన్సీ డొమైన్‌లోని లేజర్ యొక్క స్పెక్ట్రల్ లైన్ వెడల్పును సూచిస్తుంది, ఇది సాధారణంగా స్పెక్ట్రం (FWHM) యొక్క సగం-శిఖరం పూర్తి వెడల్పు పరంగా లెక్కించబడుతుంది. లైన్‌విడ్త్ ప్రధానంగా ఉత్తేజిత అణువులు లేదా అయాన్లు, దశ శబ్దం, ప్రతిధ్వని యొక్క యాంత్రిక వైబ్రేషన్, ఉష్ణోగ్రత జిట్టర్ మరియు ఇతర బాహ్య కారకాల ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది. పంక్తి వెడల్పు యొక్క చిన్న విలువ, స్పెక్ట్రం యొక్క స్వచ్ఛత ఎక్కువ, అనగా, లేజర్ యొక్క ఏకవర్ణత మెరుగ్గా ఉంటుంది. అటువంటి లక్షణాలతో ఉన్న లేజర్‌లు సాధారణంగా చాలా తక్కువ దశ లేదా ఫ్రీక్వెన్సీ శబ్దం మరియు చాలా తక్కువ సాపేక్ష తీవ్రత శబ్దం కలిగి ఉంటాయి. అదే సమయంలో, లేజర్ యొక్క సరళ వెడల్పు విలువ, సంబంధిత పొందిక బలంగా ఉంటుంది, ఇది చాలా పొడవైన పొందిక పొడవుగా వ్యక్తమవుతుంది.

ఇరుకైన లైన్‌విడ్త్ లేజర్ యొక్క సాక్షాత్కారం మరియు అనువర్తనం

లేజర్ యొక్క పని పదార్ధం యొక్క స్వాభావిక లాభం లైన్‌విడ్త్ ద్వారా పరిమితం చేయబడిన, సాంప్రదాయ ఓసిలేటర్‌పై ఆధారపడటం ద్వారా ఇరుకైన లైన్‌విడ్త్ లేజర్ యొక్క ఉత్పత్తిని నేరుగా గ్రహించడం దాదాపు అసాధ్యం. ఇరుకైన లైన్‌విడ్త్ లేజర్ యొక్క ఆపరేషన్‌ను గ్రహించడానికి, సాధారణంగా లాభం స్పెక్ట్రంలో రేఖాంశ మాడ్యులస్‌ను పరిమితం చేయడానికి లేదా ఎంచుకోవడానికి ఫిల్టర్లు, గ్రేటింగ్ మరియు ఇతర పరికరాలను ఉపయోగించడం అవసరం, రేఖాంశ మోడ్‌ల మధ్య నికర లాభం వ్యత్యాసాన్ని పెంచండి, తద్వారా లేజర్ రెవొకేటర్‌లో కొన్ని లేదా ఒకే ఒక రేఖాంశ మోడ్ ఓసిలేషన్ ఉంటుంది. ఈ ప్రక్రియలో, లేజర్ అవుట్‌పుట్‌పై శబ్దం యొక్క ప్రభావాన్ని నియంత్రించడం మరియు బాహ్య వాతావరణం యొక్క కంపనం మరియు ఉష్ణోగ్రత మార్పుల వల్ల కలిగే వర్ణపట రేఖల విస్తరణను తగ్గించడం తరచుగా అవసరం; అదే సమయంలో, ఇరుకైన లైన్‌విడ్త్ లేజర్ యొక్క స్థిరమైన ఉత్పత్తిని సాధించడానికి, శబ్దం యొక్క మూలాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి మరియు లేజర్ యొక్క రూపకల్పనను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి దశ లేదా ఫ్రీక్వెన్సీ శబ్దం స్పెక్ట్రల్ సాంద్రత యొక్క విశ్లేషణతో కూడా దీనిని కలపవచ్చు.

అనేక రకాలైన లేజర్‌ల యొక్క ఇరుకైన లైన్‌విడ్త్ ఆపరేషన్ యొక్క సాక్షాత్కారాన్ని పరిశీలిద్దాం.

(1)సెమీకండక్టర్ లేజర్

సెమీకండక్టర్ లేజర్స్ కాంపాక్ట్ పరిమాణం, అధిక సామర్థ్యం, ​​దీర్ఘ జీవితం మరియు ఆర్థిక ప్రయోజనాల యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉన్నాయి.

సాంప్రదాయంలో ఉపయోగించే ఫాబ్రీ-పెరోట్ (FP) ఆప్టికల్ రెసొనేటర్సెమీకండక్టర్ లేజర్స్సాధారణంగా బహుళ-పొడవైన మోడ్‌లో డోలనం చెందుతుంది, మరియు అవుట్పుట్ లైన్ వెడల్పు సాపేక్షంగా వెడల్పుగా ఉంటుంది, కాబట్టి ఇరుకైన పంక్తి వెడల్పు యొక్క అవుట్పుట్ పొందటానికి ఆప్టికల్ ఫీడ్‌బ్యాక్‌ను పెంచడం అవసరం.

పంపిణీ ఫీడ్‌బ్యాక్ (డిఎఫ్‌బి) మరియు పంపిణీ చేయబడిన బ్రాగ్ రిఫ్లెక్షన్ (డిబిఆర్) రెండు సాధారణ అంతర్గత ఆప్టికల్ ఫీడ్‌బ్యాక్ సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లు. చిన్న గ్రేటింగ్ పిచ్ మరియు మంచి తరంగదైర్ఘ్యం సెలెక్టివిటీ కారణంగా, స్థిరమైన సింగిల్-ఫ్రీక్వెన్సీ ఇరుకైన లైన్‌విడ్త్ అవుట్‌పుట్‌ను సాధించడం సులభం. రెండు నిర్మాణాల మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాసం గ్రేటింగ్ యొక్క స్థానం: DFB నిర్మాణం సాధారణంగా రెసొనేటర్ అంతటా బ్రాగ్ గ్రేటింగ్ యొక్క ఆవర్తన నిర్మాణాన్ని పంపిణీ చేస్తుంది మరియు DBR యొక్క ప్రతిధ్వని సాధారణంగా ప్రతిబింబ గ్రేటింగ్ నిర్మాణం మరియు లాభం ప్రాంతం ముగింపు ఉపరితలంలో కలిసిపోతుంది. అదనంగా, DFB లేజర్‌లు తక్కువ వక్రీభవన సూచిక కాంట్రాస్ట్ మరియు తక్కువ రిఫ్లెక్టివిటీతో ఎంబెడెడ్ గ్రేటింగ్‌లను ఉపయోగిస్తాయి. DBR లేజర్‌లు అధిక వక్రీభవన సూచిక కాంట్రాస్ట్ మరియు అధిక ప్రతిబింబంతో ఉపరితల గ్రేటింగ్‌లను ఉపయోగిస్తాయి. రెండు నిర్మాణాలు పెద్ద ఉచిత స్పెక్ట్రల్ పరిధిని కలిగి ఉంటాయి మరియు కొన్ని నానోమీటర్ల పరిధిలో మోడ్ జంప్ లేకుండా తరంగదైర్ఘ్యం ట్యూనింగ్ చేయగలవు, ఇక్కడ DBR లేజర్ కంటే విస్తృత ట్యూనింగ్ పరిధి ఉందిDFB లేజర్. అదనంగా, సెమీకండక్టర్ లేజర్ చిప్ యొక్క అవుట్గోయింగ్ కాంతిని చూపించటానికి మరియు ఫ్రీక్వెన్సీని ఎంచుకోవడానికి బాహ్య ఆప్టికల్ ఎలిమెంట్స్‌ను ఉపయోగించే బాహ్య కుహరం ఆప్టికల్ ఫీడ్‌బ్యాక్ టెక్నాలజీ, సెమీకండక్టర్ లేజర్ యొక్క ఇరుకైన లైన్‌విడ్త్ ఆపరేషన్‌ను కూడా గ్రహించవచ్చు.

(2) ఫైబర్ లేజర్స్

ఫైబర్ లేజర్‌లు అధిక పంప్ మార్పిడి సామర్థ్యం, ​​మంచి పుంజం నాణ్యత మరియు అధిక కలపడం సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి, ఇవి లేజర్ రంగంలో హాట్ రీసెర్చ్ టాపిక్స్. సమాచార యుగం సందర్భంలో, ఫైబర్ లేజర్‌లు మార్కెట్లో ప్రస్తుత ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్‌లతో మంచి అనుకూలతను కలిగి ఉంటాయి. ఇరుకైన పంక్తి వెడల్పు, తక్కువ శబ్దం మరియు మంచి పొందిక యొక్క ప్రయోజనాలతో సింగిల్-ఫ్రీక్వెన్సీ ఫైబర్ లేజర్ దాని అభివృద్ధి యొక్క ముఖ్యమైన దిశలలో ఒకటిగా మారింది.

సింగిల్ లాంగిట్యూడినల్ మోడ్ ఆపరేషన్ అనేది ఇరుకైన పంక్తి-వెడల్పు ఉత్పత్తిని సాధించడానికి ఫైబర్ లేజర్ యొక్క కోర్, సాధారణంగా సింగిల్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఫైబర్ లేజర్ యొక్క రెసొనేటర్ యొక్క నిర్మాణం ప్రకారం DFB రకం, DBR రకం మరియు రింగ్ రకంగా విభజించవచ్చు. వాటిలో, DFB మరియు DBR సింగిల్-ఫ్రీక్వెన్సీ ఫైబర్ లేజర్‌ల పని సూత్రం DFB మరియు DBR సెమీకండక్టర్ లేజర్‌ల మాదిరిగానే ఉంటుంది.

మూర్తి 1 లో చూపినట్లుగా, DFB ఫైబర్ లేజర్ ఫైబర్‌లో పంపిణీ చేయబడిన బ్రాగ్ గ్రేటింగ్‌ను వ్రాయడం. ఓసిలేటర్ యొక్క పని తరంగదైర్ఘ్యం ఫైబర్ వ్యవధి ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది కాబట్టి, గ్రేటింగ్ యొక్క పంపిణీ ఫీడ్‌బ్యాక్ ద్వారా రేఖాంశ మోడ్‌ను ఎంచుకోవచ్చు. DBR లేజర్ యొక్క లేజర్ రెసొనేటర్ సాధారణంగా ఒక జత ఫైబర్ బ్రాగ్ గ్రేటింగ్స్ ద్వారా ఏర్పడుతుంది, మరియు సింగిల్ లాంగిట్యూడినల్ మోడ్ ప్రధానంగా ఇరుకైన బ్యాండ్ మరియు తక్కువ రిఫ్లెక్టివిటీ ఫైబర్ బ్రాగ్ గ్రేటింగ్స్ ద్వారా ఎంపిక చేయబడుతుంది. ఏదేమైనా, దాని దీర్ఘ ప్రతిధ్వని, సంక్లిష్టమైన నిర్మాణం మరియు సమర్థవంతమైన ఫ్రీక్వెన్సీ వివక్షత విధానం లేకపోవడం వల్ల, రింగ్ ఆకారపు కుహరం మోడ్ హోపింగ్‌కు గురవుతుంది మరియు స్థిరమైన రేఖాంశ మోడ్‌లో ఎక్కువ కాలం పనిచేయడం కష్టం.

మూర్తి 1, సింగిల్ ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క రెండు సాధారణ సరళ నిర్మాణాలుఫైబర్ లేజర్స్