שמאָלע ליניעווידט לאַזער טעכנאָלאָגיע טייל צוויי

שמאָלע ליניעווידט לאַזער טעכנאָלאָגיע טייל צוויי

(3)סאָליד סטעיט לאַזער

אין 1960, איז דער וועלט'ס ערשטער רובין לייזער געווען א סאליד-שטאַט לייזער, כאַראַקטעריזירט דורך א הויכע ארויסגעבונג ענערגיע און א ברייטערע כוואַליע לענג קאַווערידזש. די אייגנאַרטיקע ספּיישאַל סטרוקטור פון סאליד-שטאַט לייזער מאכט עס מער פלעקסיבל אין דיזיין פון שמאָלע ליניע ברייט ארויסגעבונג. איצט, די הויפּט מעטאָדן וואָס ווערן ימפּלאַמענטירט אַרייַננעמען קורץ קאַוואַטי מעטאָד, איין-וועג רינג קאַוואַטי מעטאָד, ינטראַקאַוואַטי סטאַנדאַרט מעטאָד, טאָרסיאָן פּענדזשאַלאַם מאָדע קאַוואַטי מעטאָד, וואָלומען בראַגג גראַטינג מעטאָד און זוימען ינדזשעקשאַן מעטאָד.

פיגור 7 ווייזט די סטרוקטור פון עטלעכע טיפּישע איין-לאָנגיטודינאַל מאָדע האַרט-שטאַט לייזערס.

פיגור 7(א) ווייזט דעם ארבעטס-פרינציפ פון איין לאנגיטודינאלע מאָדע אויסוואל באזירט אויף דעם אין-קעוויטי FP סטאַנדאַרט, דאס הייסט, דער שמאלער ליניעווידט טראַנסמיסיע ספּעקטרום פון דעם סטאַנדאַרט ווערט גענוצט צו פארגרעסערן דעם פארלוסט פון אנדערע לאנגיטודינאלע מאָדעס, אזוי אז אנדערע לאנגיטודינאלע מאָדעס ווערן ארויסגעפילטערט אין דעם מאָדע קאנקורענץ פּראָצעס צוליב זייער קליינער טראַנסמיטאַנס, אזוי צו דערגרייכן איין לאנגיטודינאלע מאָדע אפעראציע. דערצו, א געוויסע קייט פון כוואַליע-לענג טונינג רעזולטאַט קען באקומען ווערן דורך קאנטראלירן דעם ווינקל און טעמפּעראַטור פון דעם FP סטאַנדאַרט און ענדערן דעם לאנגיטודינאלע מאָדע אינטערוואַל. פיגור 7(ב) און (ג) ווייזן דעם נישט-פלאנער רינג אָסילאַטאָר (NPRO) און דעם טאָרסיאָנאַל פּענדזשאַלאַם מאָדע קאַוואַטי מעטאָד גענוצט צו באַקומען איין לאנגיטודינאלע מאָדע רעזולטאַט. דער ארבעטס-פרינציפ איז צו מאַכן דעם שטראַל פארשפרייטן אין איין ריכטונג אין דעם רעזאָנאַטאָר, עפעקטיוו עלימינירן די אומגלייכע ספּיישאַל פאַרשפּרייטונג פון דער נומער פון אומגעקערטע פּאַרטיקלען אין דער געוויינטלעכער שטייענדיקער כוואַליע קאַוואַטי, און אזוי אויסמיידן דעם איינפלוס פון דעם ספּיישאַל לאָך ברענען ווירקונג צו דערגרייכן איין לאנגיטודינאלע מאָדע רעזולטאַט. דער פּרינציפּ פֿון באַלק בראַג גראַטינג (VBG) מאָדע סעלעקציע איז ענלעך צו יענעם פֿון האַלב-קאָנדוקטאָר און פֿאַזער שמאָלע ליניע-ברייט לאַזערס וואָס זענען פריער דערמאָנט געוואָרן, דאָס הייסט, דורך ניצן VBG ווי אַ פֿילטער עלעמענט, באַזירט אויף זײַן גוטער ספּעקטראַלער סעלעקטיוויטי און ווינקל סעלעקטיוויטי, אָסצילירט דער אָסצילאַטאָר בײַ אַ ספּעציפֿישער כוואַליע-לענג אָדער באַנד צו דערגרייכן די ראָלע פֿון לאַנדזשאַטודאַנאַלער מאָדע סעלעקציע, ווי געוויזן אין פֿיגור 7(ד).
אין דער זעלבער צייט, קענען עטלעכע לאַנגיטודאַנאַל מאָדע סעלעקציע מעטאָדן ווערן קאַמביינד לויט די באדערפענישן צו פֿאַרבעסערן די לאַנגיטודאַנאַל מאָדע סעלעקציע אַקיעראַסי, ווייטער שמאָלער די ליניע ברייט, אָדער פאַרגרעסערן די מאָדע קאַמפּאַטישאַן אינטענסיטי דורך ינטראָודוסינג ניט-לינעאַר אָפטקייַט טראַנספאָרמאַציע און אנדערע מיטלען, און יקספּאַנד די אַוטפּוט כוואַליע פון ​​​​די לאַזער בשעת ארבעטן אין אַ שמאָל ליניע ברייט, וואָס איז שווער צו טאָן פֿאַרהאַלב-קאָנדוקטאָר לאַזעראוןפיבער לייזערס.

(4) ברילואַן לאַזער

ברילאָוין לאַזער איז באַזירט אויף סטימולירט ברילאָוין סקאַטערינג (SBS) ווירקונג צו באַקומען נידעריק ראַש, שמאָל ליניווידט רעזולטאַט טעכנאָלאָגיע, זיין פּרינציפּ איז דורך די פאָטאָן און די ינערלעך אַקוסטיש פעלד ינטעראַקשאַן צו פּראָדוצירן אַ זיכער אָפטקייַט יבעררוק פון סטאָוקס פאָטאָנס, און איז קאַנטיניואַסלי אַמפּליפיצירט אין די געווינס באַנדווידט.

פיגור 8 ווייזט די לעוועל דיאַגראַם פון SBS קאָנווערסיע און די גרונט סטרוקטור פון די ברילאָואַן לאַזער.

צוליב דער נידעריקער וויבראציע פרעקווענץ פון דעם אקוסטישן פעלד, איז די ברילואין פרעקווענץ פארשיבונג פון דעם מאטעריאל געווענליך נאר 0.1-2 סענטימעטער-1, אזוי מיט א 1064 נ"מ לאזער אלס די פאמפ ליכט, איז די סטאוקס כוואליע לענג וואס ווערט גענערירט אפט נאר בערך 1064.01 נ"מ, אבער דאס מיינט אויך אז איר קוואנטום קאנווערזיע עפעקטיווקייט איז גאר הויך (ביז 99.99% אין טעאריע). דערצו, ווייל די ברילואין געווינס ליניע ברייט פון דעם מעדיום איז געווענליך נאר פון דער סדר פון MHZ-GHZ (די ברילואין געווינס ליניע ברייט פון געוויסע הארטע מעדיע איז נאר בערך 10 MHz), איז עס פיל ווייניגער ווי די געווינס ליניע ברייט פון דער לאזער ארבעט סובסטאנץ פון דער סדר פון 100 GHz, אזוי, די סטאוקס אויפגערעגטע אין ברילואין לאזער קען ווייזן א קלארע ספעקטרום פארשוואונג דערשיינונג נאך קייפל פארשטארקונגען אין דער קאוויטי, און איר ארויסגאנג ליניע ברייט איז עטליכע סדרים פון גרייס נעלער ווי די פאמפ ליניע ברייט. איצט איז דער ברילואן לייזער געווארן א פארשונגס-פונקט אין דעם פאטאניקס פעלד, און עס זענען געווען אסאך באריכטן וועגן די הערץ און סוב-הערץ סדר פון גאר שמאלע ליניעווידט אויסגאבע.

אין די לעצטע יאָרן, זענען ברילאָוין דעוויסעס מיט כוואַליעגייד סטרוקטור ארויסגעקומען אין דעם פעלד פוןמייקראַווייוו פאָטאָניקס, און אַנטוויקלען זיך שנעל אין דער ריכטונג פון מיניאַטוריזאַציע, הויכער אינטעגראַציע און העכערער רעזאָלוציע. דערצו, דער קאָסמאָס-לויפֿנדיקער ברילאָון לאַזער באַזירט אויף נייע קריסטאַל מאַטעריאַלן ווי דימענט איז אויך אַרײַן אין מענטשנס זעאונג אין די לעצטע צוויי יאָר, זײַן אינאָוואַטיווער דורכברוך אין דער מאַכט פון דער כוואַליע-פירער סטרוקטור און דעם קאַסקאַדע SBS באָטטלענטש, די מאַכט פון דעם ברילאָון לאַזער צו 10 וואט מאַגניטוד, לייגנדיק דעם יסוד פֿאַר יקספּאַנדינג זײַן אַפּליקאַציע.
אַלגעמיינע קנופּ
מיט דער קאנטינעווער אויספארשונג פון שניידנדיקן וויסן, זענען שמאָלע ליניעווידט לאַזערס געוואָרן אַן אומפאַרמעגלעכער געצייַג אין וויסנשאַפטלעכער פאָרשונג מיט זייער אויסגעצייכנטער פאָרשטעלונג, ווי צום ביישפּיל דער לאַזער אינטערפעראָמעטער LIGO פֿאַר גראַוויטאַציאָנעלער כוואַליע דעטעקציע, וואָס ניצט אַ איין-פרעקווענץ שמאָלע ליניעווידט.לאַזערמיט אַ כוואַליע לענג פון 1064 נם ווי אַ זוימען מקור, און די ליניע ברייט פון די זוימען ליכט איז ין 5 kHz. אין דערצו, שמאָל-ברייט לייזערס מיט כוואַליע לענג טונאַבאַל און קיין מאָדע שפּרינגען ווייַזן אויך גרויס אַפּלאַקיישאַן פּאָטענציעל, ספּעציעל אין קאָוכיראַנט קאָמוניקאַציע, וואָס קענען בישליימעס טרעפן די באדערפענישן פון כוואַליע לענג דיוויזשאַן מולטיפּלעקסינג (WDM) אָדער אָפטקייַט דיוויזשאַן מולטיפּלעקסינג (FDM) פֿאַר כוואַליע לענג (אָדער אָפטקייַט) טונאַביליטי, און עס איז געריכט צו ווערן די האַרץ מיטל פון דער ווייַטער דור פון רירעוודיק קאָמוניקאַציע טעכנאָלאָגיע.
אין דער צוקונפט, וועט די כידעש פון לאַזער מאַטעריאַלן און פּראַסעסינג טעכנאָלאָגיע ווייטער העכערן די קאַמפּרעסיע פון ​​לאַזער ליניווידט, די פֿאַרבעסערונג פון אָפטקייט פעסטקייט, די יקספּאַנשאַן פון כוואַליע לענג און די פֿאַרבעסערונג פון מאַכט, און דאָס וועט באַוועגן דעם וועג פֿאַר מענטשלעכער אויספאָרשונג פון דער אומבאַקאַנטער וועלט.