Lónìí, a ó ṣe àgbékalẹ̀ lésà “monochromatic” dé àyè tí ó ga jùlọ – lésà ìlà tí ó ní ìlà. Ìfarahàn rẹ̀ kún àwọn àlàfo nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn pápá ìlò lésà, àti ní àwọn ọdún àìpẹ́ yìí a ti lò ó ní gbòòrò nínú wíwá ìgbì omi òòfà, liDAR, ìṣàfihàn ìpínkiri, ìbánisọ̀rọ̀ opitika onípele gíga àti àwọn pápá mìíràn, èyí tí ó jẹ́ “iṣẹ́ àkànṣe” tí a kò le parí nípa mímú agbára lésà sunwọ̀n síi nìkan.
Kí ni lésà tí ó ní ìlà gígùn?
Ọ̀rọ̀ náà “ìwọ̀n ìlà” tọ́ka sí ìwọ̀n ìlà ìwòran ti lésà nínú agbègbè ìfọ́pọ̀, èyí tí a sábà máa ń ṣe àkíyèsí ní ìbámu pẹ̀lú ìwọ̀n ìlà ìfọ́pọ̀ tí ó kún fún ìpele ìpele (FWHM). Ìtànṣán onígbà díẹ̀ ti àwọn átọ̀mù tàbí àwọn ion tí a yára, ariwo ìpele, ìgbóná oníṣẹ́ ẹ̀rọ ti resonator, ìgbóná otutu àti àwọn ohun mìíràn tí ó wà níta ló máa ń ní ipa lórí ìwọ̀n ìlà náà. Bí ìwọ̀n ìlà náà bá ṣe kéré tó, bẹ́ẹ̀ náà ni ìmọ́tótó ìwọ̀n ìlà náà yóò ṣe pọ̀ sí i, ìyẹn ni pé, ìwọ̀n ìlà náà yóò dára sí i. Àwọn lésà tí ó ní irú àwọn ànímọ́ bẹ́ẹ̀ sábà máa ń ní ariwo ìpele tàbí ìpele ìpele díẹ̀ àti ariwo ìgbóná díẹ̀. Ní àkókò kan náà, bí ìwọ̀n ìlà ti lésà bá ṣe kéré sí, bẹ́ẹ̀ náà ni ìṣọ̀kan tí ó báramu náà yóò ṣe lágbára sí i, èyí tí a fi hàn gẹ́gẹ́ bí gígùn ìṣọ̀kan tí ó gùn gan-an.
Ìmọ̀ àti lílo lésà ìlà tóóró
Ó ní ìwọ̀n ìlà tí ó níí ṣe pẹ̀lú gain line width ti ohun èlò iṣẹ́ ti lesa náà, ó fẹ́rẹ̀ẹ́ má ṣeé ṣe láti ṣe àbájáde lesa linewidth tóóró náà ní tààrà nípa gbígbára lé oscillator ìbílẹ̀ fúnra rẹ̀. Láti lè ṣe iṣẹ́ lesa linewidth tóóró náà, ó sábà máa ń pọndandan láti lo àwọn àlẹ̀mọ́, grating àti àwọn ẹ̀rọ mìíràn láti dín tàbí yan àwọn module longiguant nínú gain spectrum, láti mú ìyàtọ̀ gain net pọ̀ sí i láàrín àwọn mode longiguant, kí ó baà lè jẹ́ pé díẹ̀ tàbí kódà oscillation mode longiguant kan ṣoṣo ló wà nínú lesa resonator. Nínú ìlànà yìí, ó sábà máa ń pọndandan láti ṣàkóso ipa ariwo lórí ìjáde lesa, kí ó sì dín fífẹ̀ àwọn ìlà spectral tí ìyípadà ìgbóná àti ìgbóná ti àyíká òde ń fà kù; Ní àkókò kan náà, a tún lè so ó pọ̀ mọ́ ìṣàyẹ̀wò phase tàbí frequency spectral density láti lóye orísun ariwo àti láti mú kí àwòrán lesa náà dára síi, kí a lè ṣe àṣeyọrí ìjáde tí ó dúró ṣinṣin ti lesa linewidth tóóró náà.
Ẹ jẹ́ ká wo bí iṣẹ́ ìṣiṣẹ́ ìlà tóóró ti onírúurú ẹ̀ka laser ṣe rí.
Àwọn lésà Semiconductor ní àwọn àǹfààní bí ìwọ̀n kékeré, iṣẹ́ tó ga, ìgbésí ayé gígùn àti àǹfààní ọrọ̀ ajé.
Resonator opitika Fabry-Perot (FP) tí a lò nínú àṣà ìbílẹ̀awọn lesa semikondokitosábà máa ń yípo ní ipò gígùn púpọ̀, àti pé ìwọ̀n ìlà ìjáde náà fẹ̀ ní ìfiwéra, nítorí náà ó ṣe pàtàkì láti mú kí àbájáde opitika pọ̀ sí i láti gba ìjáde ìwọ̀n ìlà tóóró.
Àtúnyẹ̀wò tí a pín (DFB) àti àtúnyẹ̀wò Bragg tí a pín (DBR) jẹ́ àwọn lésà semiconductor onínú méjì tí ó wọ́pọ̀. Nítorí ìpele grating kékeré àti yíyàn wavelength tó dára, ó rọrùn láti ṣe àṣeyọrí ìjáde ìlà onípele kan ṣoṣo tí ó dúró ṣinṣin. Ìyàtọ̀ pàtàkì láàrín àwọn ètò méjèèjì ni ipò grating náà: ètò DFB sábà máa ń pín ìṣètò ìgbàlódé ti Bragg grating káàkiri resonator, àti àtúnyẹ̀wò ti DBR sábà máa ń jẹ́ ti àtúnyẹ̀wò grating àti agbègbè gain tí a so pọ̀ mọ́ ojú ilẹ̀ ìkẹyìn. Ní àfikún, àwọn lésà DFB máa ń lo àwọn grating tí a fi sínú rẹ̀ pẹ̀lú ìyàtọ̀ àtọ́ka refractive kékeré àti àtúnyẹ̀wò kékeré. Àwọn lésà DBR máa ń lo àwọn grating tí a fi sínú ojú ilẹ̀ pẹ̀lú ìyàtọ̀ àtọ́ka refractive gíga àti àtúnyẹ̀wò gíga. Àwọn ètò méjèèjì ní ìwọ̀n ìrísí ọ̀fẹ́ ńlá kan wọ́n sì lè ṣe àtúnyẹ̀wò wavelength láìsí ìfò mode ní ìwọ̀n nanometer díẹ̀, níbi tí lésà DBR ní ìwọ̀n àtúnyẹ̀wò tí ó gbòòrò juLésà DFBNí àfikún, ìmọ̀ ẹ̀rọ ìfọ̀rọ̀wérọ̀ opitika ihò ìta, èyí tí ó ń lo àwọn èròjà opitika láti ṣe àtúnṣe sí ìmọ́lẹ̀ tí ń jáde nínú ìṣẹ́po lésà semiconductor àti láti yan ìfọ̀rọ̀wérọ̀ náà, tún lè ṣe iṣẹ́ ìlà tín-ín-rín lésà semiconductor náà.
(2) Àwọn lésà okùn
Àwọn lésà okùn ní agbára ìyípadà pọ́ọ̀ǹpù gíga, dídára ìtànṣán tó dára àti agbára ìsopọ̀ tó ga, èyí tí ó jẹ́ àwọn kókó ìwádìí tó gbóná janjan ní pápá lésà. Ní àkópọ̀ àkókò ìwífún, lésà okùn ní ìbáramu tó dára pẹ̀lú àwọn ètò ìbánisọ̀rọ̀ okùn okùn tó wà ní ọjà. Lésà okùn onígbà díẹ̀ pẹ̀lú àwọn àǹfààní ti fífẹ̀ ìlà tóóró, ariwo kékeré àti ìbáṣepọ̀ tó dára ti di ọ̀kan lára àwọn ọ̀nà pàtàkì ti ìdàgbàsókè rẹ̀.
Iṣẹ́ ọ̀nà gígùn kan ṣoṣo ni kókó ìṣiṣẹ́ léésà okùn láti ṣe àṣeyọrí ìjáde ìlà tóóró, nígbà gbogbo gẹ́gẹ́ bí ìṣètò resonator ti léésà okùn ìgbàlódé kan ṣoṣo ni a lè pín sí irú DFB, irú DBR àti irú òrùka. Láàrin wọn, ìlànà iṣẹ́ ti léésà okùn ìgbàlódé kan ṣoṣo DFB àti DBR jọ ti léésà okùn ìgbàlódé DFB àti DBR.
Gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 1, DFB fiber lesa ni a ó kọ Bragg grating tí a pín sí orí okùn. Nítorí pé ìgbì agbára oscillator náà ní ipa lórí àkókò okùn, a lè yan mode longitudinal nípasẹ̀ àbájáde tí a pín sí orí okùn. A sábà máa ń ṣe àtúnṣe laser lesa ti DBR laser nípasẹ̀ àwọn okùn Bragg gratings méjì, àti pé mode longitudinal kan ṣoṣo ni a yàn nípa ìpele dín àti okùn reflectivity tí ó kéré. Ṣùgbọ́n, nítorí resonator gígùn rẹ̀, ìṣètò dídíjú àti àìsí ìlànà ìyàsọ́tọ̀ frequency tí ó munadoko, ihò tí ó ní ìrísí òrùka máa ń ní ìfàmọ́ra mode, ó sì ṣòro láti ṣiṣẹ́ ní ìdúróṣinṣin ní mode longitudinal déédéé fún ìgbà pípẹ́.
Àwòrán 1, Àwọn ìṣètò ìlà méjì tí ó wọ́pọ̀ tí ó ní ìgbóhùnsáfẹ́fẹ́ kan ṣoṣoàwọn lésà okùn
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù kọkànlá-27-2023