הייַנט, מיר וועלן באַקענען אַ "מאָנאָטשראָמאַטיק" לאַזער צו די עקסטרעם - שמאָל לינעווידטה לאַזער. זיין ימערדזשאַנס פילז די גאַפּס אין פילע אַפּלאַקיישאַן פעלדער פון לאַזער, און אין די לעצטע יאָרן איז וויידלי געניצט אין גראַוויטיישאַנאַל כוואַליע דיטעקשאַן, ליDAR, פונאנדערגעטיילט סענסינג, הויך-גיכקייַט קאָוכיראַנט אָפּטיש קאָמוניקאַציע און אנדערע פעלדער, וואָס איז אַ "מיסיע" וואָס קענען ניט זיין. געענדיקט בלויז דורך ימפּרוווינג לאַזער מאַכט.
וואָס איז אַ שמאָל לינעווידטה לאַזער?
דער טערמין "ליניע ברייט" רעפערס צו די ספּעקטראַל שורה ברייט פון די לאַזער אין די אָפטקייַט פעלד, וואָס איז יוזשאַוואַלי קוואַנטאַפייד אין טערמינען פון די האַלב-שפּיץ פול ברייט פון די ספּעקטרום (FWHM). די לינעווידט איז דער הויפּט אַפעקטאַד דורך די ספּאַנטייניאַס ראַדיאַציע פון יקסייטאַד אַטאָמס אָדער ייאַנז, פאַסע ראַש, מעטשאַניקאַל ווייבריישאַן פון די רעזאַנאַטאָר, טעמפּעראַטור דזשיטער און אנדערע פונדרויסנדיק סיבות. דער קלענערער די ווערט פון די שורה ברייט, די העכער די ריינקייַט פון די ספּעקטרום, דאָס איז, די בעסער מאַנאַקראָומאַטיק פון די לאַזער. לייזערז מיט אַזאַ קעראַקטעריסטיקס יוזשאַוואַלי האָבן זייער קליין פאַסע אָדער אָפטקייַט ראַש און זייער קליין קאָרעוו ינטענסיטי ראַש. אין דער זעלביקער צייַט, די קלענערער די לינעאַר ברייט ווערט פון די לאַזער, די שטארקער די קאָראַספּאַנדינג קאָוכיראַנס, וואָס איז ארויסגעוויזן ווי אַ גאָר לאַנג קאָוכיראַנס לענג.
רעאַליזאַטיאָן און אַפּלאַקיישאַן פון שמאָל לינעווידטה לאַזער
לימיטעד דורך די טאָכיק געווינען לינעווידט פון די ארבעטן מאַטעריע פון די לאַזער, עס איז כּמעט אוממעגלעך צו גלייך פאַרשטיין די רעזולטאַט פון די שמאָל לינעווידט לאַזער דורך רילייינג אויף דעם טראדיציאנעלן אַסאַלייטער זיך. אין סדר צו פאַרשטיין די אָפּעראַציע פון שמאָל לינעווידט לאַזער, עס איז יוזשאַוואַלי נייטיק צו נוצן פילטערס, גראַטינג און אנדערע דעוויסעס צו באַגרענעצן אָדער אויסקלייַבן די לאַנדזשאַטודאַנאַל מאָדולע אין די געווינס ספּעקטרום, פאַרגרעסערן די נעץ געווינען חילוק צווישן די לאַנדזשאַטודאַנאַל מאָדעס, אַזוי אַז עס זענען אַ ווייניק אָדער אפילו בלויז איין לאַנדזשאַטודאַנאַל מאָדע אַסאַליישאַן אין די לאַזער רעסאָנאַטאָר. אין דעם פּראָצעס, עס איז אָפט נייטיק צו קאָנטראָלירן די השפּעה פון ראַש אויף די לאַזער רעזולטאַט, און מינאַמייז די בראָדאַנינג פון ספּעקטראַל שורות געפֿירט דורך די ווייבריישאַן און טעמפּעראַטור ענדערונגען פון די פונדרויסנדיק סוויווע; אין דער זעלביקער צייט, עס קענען אויך זיין קאַמביינד מיט די אַנאַליז פון פאַסע אָדער אָפטקייַט ראַש ספּעקטראַל געדיכטקייַט צו פֿאַרשטיין די מקור פון ראַש און אַפּטאַמייז די פּלאַן פון די לאַזער, אַזוי צו דערגרייכן אַ סטאַביל רעזולטאַט פון די שמאָל לינעווידטה לאַזער.
זאל ס נעמען אַ קוק אין די מעקייַעם פון שמאָל לינעווידט אָפּעראַציע פון עטלעכע פאַרשידענע קאַטעגאָריעס פון לייזערז.
סעמיקאַנדאַקטער לייזערז האָבן די אַדוואַנטידזשיז פון סאָליד גרייס, הויך עפעקטיווקייַט, לאַנג לעבן און עקאָנאָמיש בענעפיץ.
די Fabry-Perot (FP) אָפּטיש רעסאָנאַטאָר געניצט אין טראדיציאנעלןסעמיקאַנדאַקטער לייזערזבכלל אַסאַלייץ אין מאַלטי-לאַנדזשאַטודאַנאַל מאָדע, און די רעזולטאַט שורה ברייט איז לעפיערעך ברייט, אַזוי עס איז נייטיק צו פאַרגרעסערן די אָפּטיש באַמערקונגען צו באַקומען די רעזולטאַט פון שמאָל שורה ברייט.
דיסטריביוטיד באַמערקונגען (DFB) און דיסטריביוטיד בראַגג אָפּשפּיגלונג (דבר) זענען צוויי טיפּיש ינערלעך אָפּטיש באַמערקונגען סעמיקאַנדאַקטער לייזערז. רעכט צו דער קליין גראַטינג פּעך און גוט ווייוולענגט סעלעקטיוויטי, עס איז גרינג צו דערגרייכן סטאַביל איין-אָפטקייַט שמאָל לינעווידטה רעזולטאַט. דער הויפּט חילוק צווישן די צוויי סטראַקטשערז איז די שטעלע פון די גרייטינג: די DFB סטרוקטור יוזשאַוואַלי דיסטריביוץ די פּעריאָדיש סטרוקטור פון די בראַגג גרייטינג איבער די רעזאַנאַטאָר, און די רעזאַנאַטאָר פון די דבר איז יוזשאַוואַלי קאַמפּאָוזד פון די אָפּשפּיגלונג גראַטינג סטרוקטור און די געווינס געגנט ינאַגרייטיד אין די סוף ייבערפלאַך. אין אַדישאַן, DFB לייזערז נוצן עמבעדיד גראַץ מיט נידעריק ראַפראַקטיוו אינדעקס קאַנטראַסט און נידעריק רעפלעקטיוויטי. DBR לייזערז נוצן ייבערפלאַך גראַץ מיט הויך ראַפראַקטיוו אינדעקס קאַנטראַסט און הויך רעפלעקטיוויטי. ביידע סטראַקטשערז האָבן אַ גרויס פריי ספּעקטראַל קייט און קענען דורכפירן ווייוולענגט טונינג אָן מאָדע שפּרינגען אין די קייט פון אַ ביסל נאַנאָמעטערס, ווו די DBR לאַזער האט אַ ברייט טונינג קייט ווי דידפב לאַזער. אין אַדישאַן, די פונדרויסנדיק קאַוואַטי אָפּטיש באַמערקונגען טעכנאָלאָגיע, וואָס ניצט פונדרויסנדיק אָפּטיש עלעמענטן צו באַמערקונגען די אַוטגאָוינג ליכט פון די סעמיקאַנדאַקטער לאַזער שפּאָן און אויסקלייַבן די אָפטקייַט, קענען אויך פאַרשטיין די שמאָל לינעווידט אָפּעראַציע פון די סעמיקאַנדאַקטער לאַזער.
(2) פיברע לייזערז
פיברע לייזערז האָבן הויך פּאָמפּע קאַנווערזשאַן עפעקטיווקייַט, גוט שטראַל קוואַליטעט און הויך קאַפּלינג עפעקטיווקייַט, וואָס זענען די הייס פאָרשונג טעמעס אין די לאַזער פעלד. אין דעם קאָנטעקסט פון די אינפֿאָרמאַציע עלטער, פיברע לייזערז האָבן גוט קאַמפּאַטאַבילאַטי מיט קראַנט אָפּטיש פיברע קאָמוניקאַציע סיסטעמען אין די מאַרק. די איין-אָפטקייַט פיברע לאַזער מיט די אַדוואַנטידזשיז פון שמאָל שורה ברייט, נידעריק ראַש און גוט קאָוכיראַנס איז געווארן איינער פון די וויכטיק אינסטרוקציעס פון זייַן אַנטוויקלונג.
איין לאַנדזשאַטודאַנאַל מאָדע אָפּעראַציע איז די האַרץ פון פיברע לאַזער צו דערגרייכן שמאָל שורה-ברייט רעזולטאַט, יוזשאַוואַלי לויט די סטרוקטור פון די רעסאָנאַטאָר פון איין אָפטקייַט פיברע לאַזער קענען זיין צעטיילט אין דפב טיפּ, דבר טיפּ און רינג טיפּ. צווישן זיי, די אַרבעט פּרינציפּ פון DFB און DBR איין-אָפטקייַט פיברע לייזערז איז ענלעך צו די פון DFB און DBR סעמיקאַנדאַקטער לייזערז.
ווי געוויזן אין פיגורע 1, DFB פיברע לאַזער איז צו שרייַבן פונאנדערגעטיילט בראַגג גרייטינג אין די פיברע. ווייַל די ארבעטן ווייוולענגט פון די אַסאַלייטער איז אַפעקטאַד דורך די פיברע צייַט, די לאַנדזשאַטודאַנאַל מאָדע קענען זיין אויסגעקליבן דורך די פונאנדערגעטיילט באַמערקונגען פון די גרייטינג. די לאַזער רעסאָנאַטאָר פון DBR לאַזער איז יוזשאַוואַלי געשאפן דורך אַ פּאָר פון בראַג גראַטינג פיברע, און די איין לאַנדזשאַטודאַנאַל מאָדע איז דער הויפּט אויסגעקליבן דורך שמאָל באַנד און נידעריק רעפלעקטיוויטי פיברע בראַגג גראַטינגס. אָבער, ווייַל פון זייַן לאַנג רעסאָנאַטאָר, קאָמפּלעקס סטרוקטור און פעלן פון עפעקטיוו אָפטקייַט דיסקרימינאַציע מעקאַניזאַם, רינג-שייפּט קאַוואַטי איז פּראָנע צו מאָדע כאַפּינג, און עס איז שווער צו אַרבעטן סטאַביל אין קעסיידערדיק לאַנדזשאַטודאַנאַל מאָדע פֿאַר אַ לאַנג צייַט.
פיגורע 1, צוויי טיפּיש לינעאַר סטראַקטשערז פון איין אָפטקייַטפיברע לייזערז
פּאָסטן צייט: נאוועמבער 27-2023