היינט וועלן מיר פארשטעלן א "מאָנאָכראָמאַטישן" לאַזער צו דער עקסטרעמער מדרגה – אַ שמאָלער ליניעווידט לאַזער. זיין אויפקום פילט אויס די לעכער אין פילע אַפּליקאַציע פעלדער פון לאַזער, און אין די לעצטע יאָרן איז עס ברייט געניצט געוואָרן אין גראַוויטאַציאָנעלער כוואַליע דעטעקציע, לידאַר, פאַרשפּרייטע סענסינג, הויך-גיכקייט קאָהערענט אָפּטישער קאָמוניקאַציע און אַנדערע פעלדער, וואָס איז אַ "מיסיע" וואָס קען נישט ווערן געענדיקט בלויז דורך פֿאַרבעסערן לאַזער מאַכט.
וואָס איז אַ שמאָל ליניעווידט לאַזער?
דער טערמין "ליניע ברייט" באציט זיך צו דער ספּעקטראַלער ליניע ברייט פון דעם לאַזער אין דער פרעקווענץ דאָמעין, וואָס ווערט געוויינטלעך קוואַנטיפיצירט אין טערמינען פון דער האַלב-שפּיץ פול ברייט פון דעם ספּעקטרום (FWHM). די ליניע ברייט ווערט דער הויפּט באַאיינפלוסט דורך דער ספּאָנטאַנער שטראַלונג פון אויפֿגערייצט אַטאָמען אָדער יאָנען, פאַזע ראַש, מעכאַנישע ווייבריישאַן פון דעם רעזאָנאַטאָר, טעמפּעראַטור דזשיטער און אַנדערע עקסטערנע פאַקטאָרן. ווי קלענער דער ווערט פון דער ליניע ברייט, אַלץ העכער די ריינקייט פון דעם ספּעקטרום, דאָס הייסט, אַלץ בעסער די מאָנאָכראָמאַטיסיטי פון דעם לאַזער. לאַזערס מיט אַזעלכע קעראַקטעריסטיקס האָבן געוויינטלעך זייער ווייניק פאַזע אָדער פרעקווענץ ראַש און זייער ווייניק רעלאַטיווע אינטענסיטעט ראַש. אין דער זעלביקער צייט, ווי קלענער דער לינעאַר ברייט ווערט פון דעם לאַזער, אַלץ שטאַרקער די קאָרעספּאָנדירנדיקע קאָוכירענס, וואָס איז מאַניפעסטירט ווי אַן עקסטרעם לאַנג קאָוכירענס לענג.
רעאַליזאַציע און אַפּליקאַציע פון שמאָל ליניעווידט לאַזער
באגרענעצט דורך די אינהערענטע געווינס ליניעווידט פון דער ארבעטס-מאטעריאל פון דעם לייזער, איז עס כמעט אוממעגלעך צו דירעקט רעאליזירן די אויסגאבע פון דעם שמאלן ליניעווידט לייזער דורך זיך פארלאזן אויף דעם טראדיציאנעלן אסילאטאר אליין. כדי צו רעאליזירן די אפעראציע פון דעם שמאלן ליניעווידט לייזער, איז עס געווענליך נויטיג צו נוצן פילטערס, גראַטינג און אנדערע דעווייסעס צו באגרענעצן אדער אויסקלויבן דעם לאנגיטודינעלן מאדולוס אין דעם געווינס ספעקטרום, פארגרעסערן דעם נעץ געווינס אונטערשייד צווישן די לאנגיטודינעלן מאָדעס, אזוי אז עס זענען דא א פאר אדער אפילו נאר איין לאנגיטודינעלן מאָדע אסילאציע אין דעם לייזער רעזאנאטאר. אין דעם פראצעס, איז עס אפט נויטיג צו קאנטראלירן דעם איינפלוס פון ראַש אויף דעם לייזער אויסגאבע, און מינימיזירן די פארברייטערונג פון ספעקטראלע ליניעס געפארשאפט דורך די וויבראציע און טעמפעראטור ענדערונגען פון דער עקסטערנער סביבה; אין דער זעלבער צייט, קען עס אויך קאמבינירט ווערן מיט דער אנאליז פון פאזע אדער פרעקווענץ ראַש ספעקטראלע געדיכטקייט צו פארשטיין די מקור פון ראַש און אפטימיזירן דעם דיזיין פון דעם לייזער, אזוי צו דערגרייכן א סטאבילן אויסגאבע פון דעם שמאלן ליניעווידט לייזער.
לאָמיר נעמען אַ קוק אויף דער רעאַליזאַציע פון שמאָלע ליניעווידט אָפּעראַציע פון עטלעכע פֿאַרשידענע קאַטעגאָריעס פון לייזערס.
האַלב-קאָנדוקטאָר לייזערס האָבן די מעלות פון קאָמפּאַקט גרייס, הויך עפעקטיווקייט, לאַנג לעבן און עקאָנאָמישע בענעפיטן.
דער פאַברי-פּעראָט (FP) אָפּטישער רעזאָנאַטאָר געניצט אין טראַדיציאָנעלןהאַלב-קאָנדוקטאָר לייזערסבכלל אָסצילירט אין מולטי-לאָנגיטודינאַל מאָדע, און די רעזולטאַט ליניע ברייט איז לעפיערעך ברייט, אַזוי עס איז נייטיק צו פאַרגרעסערן די אָפּטיש באַמערקונגען צו באַקומען די רעזולטאַט פון שמאָל ליניע ברייט.
פארטיילטע צוריק-בילדונג (DFB) און פארטיילטע בראַג רעפלעקציע (DBR) זענען צוויי טיפישע אינערליכע אפטישע צוריק-בילדונג האַלב-קאָנדוקטאָר לאַזערס. צוליב דעם קליינעם גראַטינג פּיטש און גוטן כוואַליע-לענג סעלעקטיוויטי, איז עס גרינג צו דערגרייכן אַ סטאַבילן איין-פרעקווענץ שמאָלן ליניע-ברייט רעזולטאַט. דער הויפּט אונטערשייד צווישן די צוויי סטרוקטורן איז די פּאָזיציע פון דער גראַטינג: די DFB סטרוקטור פארטיילט געוויינטלעך די פּעריִאָדישע סטרוקטור פון דער בראַג גראַטינג איבערן גאַנצן רעזאָנאַטאָר, און דער רעזאָנאַטאָר פון דער DBR איז געוויינטלעך צוזאַמענגעשטעלט פון דער רעפלעקציע גראַטינג סטרוקטור און דעם געווינס געגנט וואָס איז אינטעגרירט אין דער ענד-אייבערפלאַך. אין דערצו, נוצן DFB לאַזערס איינגעבעטעטע גראַטינגס מיט נידעריקן רעפראַקטיוון אינדעקס קאָנטראַסט און נידעריקן רעפלעקטיוויטי. DBR לאַזערס נוצן אויבערפלאַך גראַטינגס מיט הויך רעפראַקטיוון אינדעקס קאָנטראַסט און הויך רעפלעקטיוויטי. ביידע סטרוקטורן האָבן אַ גרויסן פרייען ספּעקטראַלן קייט און קענען דורכפירן כוואַליע-לענג טונינג אָן אַ מאָדע שפּרונג אין דעם קייט פון אַ פּאָר נאַנאָמעטערס, וואו דער DBR לאַזער האט אַ ברייטערן טונינג קייט ווי דער...DFB לאַזערדערצו, די עקסטערנע קאַוואַטי אָפּטישע פֿידבעק טעכנאָלאָגיע, וואָס ניצט עקסטערנע אָפּטישע עלעמענטן צו פֿידבעק די אַרויסגייענדיקע ליכט פֿון די האַלב-קאָנדוקטאָר לאַזער טשיפּ און אויסקלייבן די פֿרעקווענץ, קען אויך רעאַליזירן די שמאָלע ליניעווידט אָפּעראַציע פֿון די האַלב-קאָנדוקטאָר לאַזער.
(2) פֿיבער לאַזערס
פיבער לאַזערס האָבן הויך פּאָמפּע קאָנווערסיע עפעקטיווקייט, גוטע שטראַל קוואַליטעט און הויך קאַפּלינג עפעקטיווקייט, וואָס זענען די הייסע פאָרשונג טעמעס אין די לאַזער פעלד. אין דעם קאָנטעקסט פון די אינפֿאָרמאַציע עלטער, פיבער לאַזערס האָבן גוטע קאָמפּאַטאַבילאַטי מיט קראַנט אָפּטיש פיבער קאָמוניקאַציע סיסטעמען אין די מאַרק. די איין-פרעקווענץ פיבער לאַזער מיט די אַדוואַנידזשיז פון שמאָל ליניע ברייט, נידעריק ראַש און גוט קאָוכיראַנס איז געוואָרן איינער פון די וויכטיק ריכטונגען פון זיין אַנטוויקלונג.
איין-לאנגיטודינאלע מאָדע אָפּעראַציע איז דער קערן פון פיבער לאַזער צו דערגרייכן שמאָלע ליניע-ברייט רעזולטאַט, געוויינטלעך לויט דער סטרוקטור פון די רעזאָנאַטאָר פון איין-פרעקווענץ פיבער לאַזער קען זיין צעטיילט אין DFB טיפּ, DBR טיפּ און רינג טיפּ. צווישן זיי, די אַרבעט פּרינציפּ פון DFB און DBR איין-פרעקווענץ פיבער לייזערס איז ענלעך צו יענע פון DFB און DBR האַלב-קאָנדוקטאָר לייזערס.
ווי געוויזן אין פיגור 1, DFB פיבער לאַזער שרייבט פארשפרייטע בראַג גראַטינג אין די פיבער. ווייל די ארבעטס כוואַליע-לענג פון דעם אָסילאַטאָר ווערט באַאיינפלוסט דורך די פיבער פּעריאָדע, קען דער לאַנדזשאַטודאַנאַלער מאָדע אויסגעקליבן ווערן דורך די פארשפרייטע צוריק-בילד פון די גראַטינג. דער לאַזער רעזאָנאַטאָר פון DBR לאַזער איז געוויינטלעך געפאָרעמט דורך אַ פּאָר פיבער בראַג גראַטינגס, און דער איין לאַנדזשאַטודאַנאַלער מאָדע ווערט דער הויפּט אויסגעקליבן דורך שמאָלע באַנד און נידעריק רעפלעקטיוויטי פיבער בראַג גראַטינגס. אָבער, צוליב זיין לאַנגן רעזאָנאַטאָר, קאָמפּלעקסער סטרוקטור און מאַנגל פון אַן עפעקטיוון אָפטקייט דיסקרימינאַציע מעקאַניזם, איז די רינג-פאָרמיקע קאַוואַטי אונטערטעניק צו מאָדע כאַפּינג, און עס איז שווער צו אַרבעטן סטאַביל אין קאָנסטאַנטן לאַנדזשאַטודאַנאַלן מאָדע פֿאַר אַ לאַנגע צייט.
פיגור 1, צוויי טיפּישע לינעאַרע סטרוקטורן פון איין אָפטקייטפיבער לייזערס
פּאָסט צייט: 27סטן נאוועמבער 2023