Utvikling og markedsstatus for avstembar laser Del to

Utvikling og markedsstatus for avstembar laser (del to)

Arbeidsprinsipp foravstemmbar laser

Det finnes omtrent tre prinsipper for å oppnå laserbølgelengdejustering.avstemmbare laserebruker arbeidsstoffer med brede fluorescerende linjer. Resonatorene som utgjør laseren har svært lave tap bare over et svært smalt bølgelengdeområde. Derfor er det første å endre laserens bølgelengde ved å endre bølgelengden som tilsvarer resonatorens lavtapsområde av noen elementer (for eksempel et gitter). Det andre er å forskyve energinivået til laserovergangen ved å endre noen eksterne parametere (som magnetfelt, temperatur osv.). Det tredje er bruk av ikke-lineære effekter for å oppnå bølgelengdetransformasjon og tuning (se ikke-lineær optikk, stimulert Raman-spredning, optisk frekvensdobling, optisk parametrisk oscillasjon). Typiske lasere som tilhører den første tuningmodusen er fargestofflasere, krysoberyllasere, fargesenterlasere, avstemmbare høytrykksgasslasere og avstemmbare eksimerlasere.

Fra et realiseringsteknologisk perspektiv er avstemmbar laser hovedsakelig delt inn i: strømstyringsteknologi, temperaturstyringsteknologi og mekanisk styringsteknologi.
Blant disse er elektronisk kontrollteknologi for å oppnå bølgelengdejustering ved å endre injeksjonsstrømmen, med NS-nivå tuninghastighet, bred tuningbåndbredde, men liten utgangseffekt, basert på elektronisk kontrollteknologi hovedsakelig SG-DBR (sampling grating DBR) og GCSR-laser (auxiliary grating directional coupling backward-sampling reflection). Temperaturkontrollteknologien endrer laserens utgangsbølgelengde ved å endre brytningsindeksen til laserens aktive område. Teknologien er enkel, men langsom, og kan justeres med en smal båndbredde på bare noen få nm. De viktigste basert på temperaturkontrollteknologi erDFB-laser(distribuert tilbakekobling) og DBR-laser (distribuert Bragg-refleksjon). Mekanisk kontroll er hovedsakelig basert på MEMS-teknologi (mikroelektromekanisk system) for å fullføre valget av bølgelengde, med stor justerbar båndbredde og høy utgangseffekt. Hovedstrukturene basert på mekanisk kontrollteknologi er DFB (distribuert tilbakekobling), ECL (ekstern hulromslaser) og VCSEL (vertikal hulromsoverflateemitterende laser). Følgende forklares ut fra disse aspektene ved prinsippet bak avstemmbare lasere.

Optisk kommunikasjonsapplikasjon

Avstemmbar laser er en viktig optoelektronisk enhet i en ny generasjon av tett bølgelengdemultipleksingssystemer og fotonutveksling i heloptiske nettverk. Bruken øker kapasiteten, fleksibiliteten og skalerbarheten til optiske fiberoverføringssystemer betraktelig, og har realisert kontinuerlig eller kvasikontinuerlig avstemming i et bredt bølgelengdeområde.
Bedrifter og forskningsinstitusjoner over hele verden fremmer aktivt forskning og utvikling av avstemmbare lasere, og det gjøres stadig nye fremskritt på dette feltet. Ytelsen til avstemmbare lasere forbedres stadig, og kostnadene reduseres stadig. For tiden er avstemmbare lasere hovedsakelig delt inn i to kategorier: avstemmbare halvlederlasere og avstemmbare fiberlasere.
Halvlederlaserer en viktig lyskilde i optiske kommunikasjonssystemer, som har egenskapene liten størrelse, lett vekt, høy konverteringseffektivitet, strømsparing, etc., og er enkel å oppnå enkeltbrikkeoptoelektronisk integrasjon med andre enheter. Den kan deles inn i avstembar distribuert tilbakekoblingslaser, distribuert Bragg-speillaser, mikromotorsystem vertikal hulromsoverflateemitterende laser og ekstern hulromshalvlederlaser.
Utviklingen av den avstemmbare fiberlaseren som forsterkningsmedium og utviklingen av halvlederlaserdioden som pumpekilde har i stor grad fremmet utviklingen av fiberlasere. Den avstemmbare laseren er basert på 80 nm forsterkningsbåndbredde for den dopede fiberen, og filterelementet legges til sløyfen for å kontrollere laserbølgelengden og realisere bølgelengdejusteringen.
Utviklingen av avstemmbare halvlederlasere er svært aktiv i verden, og fremgangen er også svært rask. Etter hvert som avstemmbare lasere gradvis nærmer seg lasere med fast bølgelengde når det gjelder kostnad og ytelse, vil de uunngåelig bli brukt mer og mer i kommunikasjonssystemer og spille en viktig rolle i fremtidige heloptiske nettverk.

Utviklingsutsikter
Det finnes mange typer avstembare lasere, som vanligvis utvikles ved å introdusere bølgelengdeavstemningsmekanismer basert på ulike enkeltbølgelengdelasere, og noen varer har blitt levert til markedet internasjonalt. I tillegg til utviklingen av kontinuerlige optiske avstembare lasere, har det også blitt rapportert om avstembare lasere med integrerte andre funksjoner, slik som den avstembare laseren integrert med en enkelt VCSEL-brikke og en elektrisk absorpsjonsmodulator, og laseren integrert med en prøvegitter-Bragg-reflektor og en halvlederoptisk forsterker og en elektrisk absorpsjonsmodulator.
Fordi den bølgelengdejusterbare laseren er mye brukt, kan den justerbare laseren med forskjellige strukturer brukes i forskjellige systemer, og hver har fordeler og ulemper. Ekstern hulromshalvlederlaser kan brukes som en bredbåndsjusterbar lyskilde i presisjonstestinstrumenter på grunn av dens høye utgangseffekt og kontinuerlige justerbare bølgelengde. Fra perspektivet til fotonintegrasjon og å møte det fremtidige heloptiske nettverket, kan prøvegitter-DBR, superstrukturert gitter-DBR og justerbare lasere integrert med modulatorer og forsterkere være lovende justerbare lyskilder for Z.
Fibergitterjusterbar laser med eksternt hulrom er også en lovende type lyskilde, som har enkel struktur, smal linjebredde og enkel fiberkobling. Hvis EA-modulatoren kan integreres i hulrommet, kan den også brukes som en høyhastighetsjusterbar optisk solitonkilde. I tillegg har justerbare fiberlasere basert på fiberlasere gjort betydelige fremskritt de siste årene. Det kan forventes at ytelsen til justerbare lasere i optiske kommunikasjonslyskilder vil bli ytterligere forbedret, og markedsandelen vil gradvis øke, med svært lyse bruksutsikter.