Tuning Principle of Tunable Semiconductor Laser (Tunable Laser)

Innstillingsprinsipp forTunable Semiconductor Laser(Tunable Laser)

Tunable halvlederlaser er en slags laser som kontinuerlig kan endre bølgelengden til laserutgangen i et visst område. Tunable halvlederlaser vedtar termisk innstilling, elektrisk innstilling og mekanisk innstilling for å justere hulromslengden, gitters refleksjonsspektrum, fase og andre variabler for å oppnå bølgelengdeinnstilling. Denne typen laser har et bredt spekter av applikasjoner innen optisk kommunikasjon, spektroskopi, sensing, medisinsk og andre felt. Figur 1 viser den grunnleggende sammensetningen av aavstembar laser, inkludert lysforsterkningsenheten, FP -hulrommet som er sammensatt av front- og bakspeilene, og den optiske modusvalgsfilterenheten. Til slutt, ved å justere lengden på refleksjonshulen, kan det optiske modusfilteret nå bølgelengde -valgutgangen.

Fig.1

Tuningmetode og dens avledning

Innstillingsprinsippet for avstemelighalvlederlasereavhenger hovedsakelig av å endre de fysiske parametrene til laserresonatoren for å oppnå kontinuerlige eller diskrete endringer i utgangslaserbølgelengden. Disse parametrene inkluderer, men er ikke begrenset til, brytningsindeks, hulromslengde og modusvalg. Følgende detaljer flere vanlige innstillingsmetoder og deres prinsipper:

1.

Bæringsinjeksjonsinnstilling er å endre brytningsindeksen til materialet ved å endre strømmen som er injisert i det aktive området til halvlederlaseren, for å oppnå bølgelengdesetting. Når strømmen øker, øker bærerkonsentrasjonen i det aktive området, noe som resulterer i en endring i brytningsindeks, noe som igjen påvirker laserbølgelengden.

2. Termisk innstilling Termisk innstilling er å endre brytningsindeksen og hulrommet på materialet ved å endre driftstemperaturen til laseren, for å oppnå bølgelengdesetting. Endringer i temperatur påvirker brytningsindeksen og fysisk størrelse på materialet.

3. Mekanisk innstilling Mekanisk innstilling er å oppnå bølgelengdeinnstilling ved å endre posisjonen eller vinkelen til de ytre optiske elementene i laseren. Vanlige mekaniske innstillingsmetoder inkluderer å endre vinkelen på diffraksjonsgitteret og bevege speilets plassering.

4 Elektrooptisk innstilling Elektro-optisk innstilling oppnås ved å bruke et elektrisk felt på et halvledermateriale for å endre brytningsindeksen til materialet, og dermed oppnå bølgelengdes tuning. Denne metoden brukes ofte iElektrooptiske modulatorer (Eom) og elektro-optisk innstilte lasere.

Oppsummert realiserer innstillingsprinsippet for avstembar halvlederlaser hovedsakelig bølgelengdeinnstilling ved å endre de fysiske parametrene til resonatoren. Disse parametrene inkluderer brytningsindeks, hulromslengde og modusvalg. Spesifikke innstillingmetoder inkluderer innspilling av bærerinjeksjon, termisk innstilling, mekanisk innstilling og elektrooptisk innstilling. Hver metode har sin egen spesifikke fysiske mekanisme og matematisk avledning, og valg av passende innstillingsmetode må vurderes i henhold til de spesifikke applikasjonskravene, for eksempel innstillingsområde, innstillingshastighet, oppløsning og stabilitet.