இன்றுவரை குறுகிய லைன்வித்த் லேசர்களின் வளர்ச்சியில், லேசர் பின்னூட்ட வழிமுறைகளின் பரிணாமம் லேசர் ரெசனேட்டர் கட்டமைப்புகளின் பரிணாமத்திற்கு ஒத்ததாக உள்ளது. கீழே, லேசர் ரெசனேட்டர்களின் பரிணாம வளர்ச்சியின் வரிசையில் குறுகிய லைன்வித்த் லேசர் தொழில்நுட்பங்களின் பல்வேறு கட்டமைப்புகள் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளன.
ஒற்றை பிரதான-குழி ஒளிக்கதிர்களை கட்டமைப்பு ரீதியாக நேரியல் துவாரங்கள் மற்றும் வளைய குழிகளாகவும், குழி நீளத்தின் அடிப்படையில் குறுகிய-குழி மற்றும் நீண்ட-குழி கட்டமைப்புகளாகவும் பிரிக்கலாம். குறுகிய-குழி லேசர்கள் ஒரு பெரிய நீளமான பயன்முறை இடைவெளியைக் கொண்டுள்ளன, இது ஒற்றை நீளமான பயன்முறை (SLM) செயல்பாட்டை அடைவதற்கு மிகவும் சாதகமானது, ஆனால் பரந்த உள்ளார்ந்த குழி கோடு அகலம் மற்றும் சத்தத்தை அடக்குவதில் சிரமம் ஆகியவற்றால் பாதிக்கப்படுகிறது. நீண்ட-குழி கட்டமைப்புகள் இயல்பாகவே குறுகிய வரி அகல பண்புகளை வெளிப்படுத்துகின்றன மற்றும் நெகிழ்வான கட்டமைப்புகளுடன் பல்வேறு ஆப்டிகல் சாதனங்களை ஒருங்கிணைக்க அனுமதிக்கின்றன; இருப்பினும், மிகச்சிறிய நீளமான பயன்முறை இடைவெளி காரணமாக SLM செயல்பாட்டை அடைவதில் அவற்றின் தொழில்நுட்ப சவால் உள்ளது.
லேசர் பிரதான துவாரங்களின் உன்னதமான கட்டமைப்பாக, நேரியல் குழியானது எளிமையான அமைப்பு, அதிக செயல்திறன் மற்றும் எளிதான கையாளுதல் போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. வரலாற்று ரீதியாக, முதல் உண்மையான லேசர் கற்றை F-P நேரியல் குழி அமைப்பைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்டது. அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தில் அடுத்தடுத்த முன்னேற்றங்களுடன், செமிகண்டக்டர் லேசர்கள், ஃபைபர் லேசர்கள் மற்றும் திட-நிலை லேசர்கள் ஆகியவற்றில் எஃப்-பி அமைப்பு பரவலாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டது.
ரிங் கேவிட்டி என்பது கிளாசிக் லீனியர் குழியின் ஒரு மாற்றமாகும், இது நேரியல் துவாரங்களின் இடஞ்சார்ந்த துளை-எரியும் குறைபாட்டைக் கடந்து, ஒளியியல் சமிக்ஞைகளின் சுழற்சி பெருக்கத்தை அடைய நிற்கும் அலை புலங்களை பயண அலைகளுடன் மாற்றுகிறது. ஃபைபர்-ஆப்டிக் சாதனங்களின் வளர்ச்சியால் உந்தப்பட்டு, நெகிழ்வான அனைத்து-ஃபைபர் கட்டமைப்புகளைக் கொண்ட ஃபைபர் லேசர்கள் விரிவான கவனத்தைப் பெற்றுள்ளன, மேலும் கடந்த இரு தசாப்தங்களாக வேகமாக வளர்ந்து வரும் லேசர் வகைகளாக மாறியுள்ளன.
பிளானர் அல்லாத ரிங் ஆஸிலேட்டர் (NPRO) லேசர்கள் ஒரு சிறப்பு பயண-அலை லேசர் உள்ளமைவைக் குறிக்கின்றன. பொதுவாக, அத்தகைய ஒளிக்கதிர்களின் முக்கிய குழியானது ஒரு ஒற்றைப் படிகத்தைக் கொண்டுள்ளது, இது லேசர் முனை-முகப் பிரதிபலிப்பு மற்றும் வெளிப்புற காந்தப்புலம் மூலம் லேசர் துருவமுனைப்பு நிலையை ஒழுங்குபடுத்துகிறது. இந்த வடிவமைப்பு லேசர் ரெசனேட்டரின் வெப்பச் சுமையை வெகுவாகக் குறைக்கிறது, அலைநீளம் மற்றும் சக்தியில் விதிவிலக்கான நிலைத்தன்மையை வழங்குகிறது, மேலும் குறுகிய லைன்வித்த் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது.
அதிகப்படியான குறுகிய குழி நீளம் மற்றும் அதிக உள்ளார்ந்த இழப்பு போன்ற காரணிகளால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, உள்-குழி பின்னூட்டத்தின் அடிப்படையில் F-P நேரியல் குழி ஒற்றை-குழி லேசர் கட்டமைப்புகள் வரையறுக்கப்பட்ட ஃபோட்டான் தொடர்பு நேரம் மற்றும் ஆதாய ஊடகத்திலிருந்து தன்னிச்சையான உமிழ்வை அகற்றுவதில் சிரமம் ஆகியவற்றால் பாதிக்கப்படுகின்றன. இந்த சிக்கலை தீர்க்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒற்றை வெளிப்புற-குழி பின்னூட்ட உள்ளமைவை முன்மொழிந்தனர். வெளிப்புற குழியானது ஃபோட்டான் தொடர்பு நேரத்தை நீட்டிக்கவும், வடிகட்டப்பட்ட ஃபோட்டான்களை மீண்டும் பிரதான குழிக்குள் ஊட்டவும் செய்கிறது, இதன் மூலம் லேசர் செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது மற்றும் வரி அகலத்தை சுருக்குகிறது. லிட்ரோ மற்றும் லிட்மேன் உள்ளமைவுகள் போன்ற இடஞ்சார்ந்த ஒளியியல் அடிப்படையிலான ஆரம்ப எளிய வெளிப்புற-குழி கட்டமைப்புகள், சுத்திகரிக்கப்பட்ட லேசர் சிக்னல்களை லேசர் பிரதான குழிக்குள் மீண்டும் செலுத்துவதற்கு கிராட்டிங்கின் நிறமாலை சிதறல் திறனைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த ஒற்றை வெளிப்புற-குழி அமைப்பு பின்னர் ஃபைபர் லேசர்கள் மற்றும் குறைக்கடத்தி லேசர்களுக்கு நீட்டிக்கப்பட்டது.
ஒற்றை வெளிப்புற-குழி பின்னூட்ட லேசர் உள்ளமைவுகளின் தொழில்நுட்ப சவால் வெளிப்புற குழி மற்றும் முக்கிய குழிக்கு இடையேயான கட்ட பொருத்தத்தில் உள்ளது. லேசர் வரம்பு, அதிர்வெண் மற்றும் தொடர்புடைய வெளியீட்டு சக்தியை தீர்மானிக்க வெளிப்புற-குழி பின்னூட்ட சமிக்ஞையின் இடஞ்சார்ந்த கட்டம் முக்கியமானது என்று ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன, மேலும் லேசர் நீளமான முறைகள் பின்னூட்ட சமிக்ஞையின் தீவிரம் மற்றும் கட்டத்திற்கு அதிக உணர்திறன் கொண்டவை.
டிபிஆர் லேசர் கட்டமைப்பு
லேசர் அமைப்புகளின் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்தவும், அலைநீளம்-தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட சாதனங்களை முக்கிய குழி அமைப்பில் ஒருங்கிணைக்கவும், DBR கட்டமைப்பு உருவாக்கப்பட்டது. F-P ரெசனேட்டரை அடிப்படையாகக் கொண்டு வடிவமைக்கப்பட்ட DBR ரெசனேட்டர் ஆப்டிகல் கருத்துக்களை வழங்குவதற்காக F-P கட்டமைப்பின் கண்ணாடிகளை அவ்வப்போது செயலற்ற பிராக் கட்டமைப்புகளுடன் மாற்றுகிறது. லேசர் குறுக்கீடு முறைகளில் ப்ராக் கட்டமைப்பின் அவ்வப்போது சீப்பு வடிகட்டுதல் விளைவு காரணமாக, டிபிஆர் பிரதான குழி இயல்பாகவே வடிகட்டுதல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. குறுகிய-குழி கட்டமைப்பால் வழங்கப்படும் பெரிய நீளமான பயன்முறை இடைவெளியுடன் இணைந்து, SLM செயல்பாடு உடனடியாக அடையப்படுகிறது. குறிப்பிட்ட கால ப்ராக் அமைப்பு முதலில் அலைநீளத் தேர்வுக்காக மட்டுமே வடிவமைக்கப்பட்டிருந்தாலும், ஒரு குழி-அமைப்புக் கண்ணோட்டத்தில், இது அதிக எண்ணிக்கையிலான பின்னூட்ட மேற்பரப்புகளுடன் ஒற்றை-குழி கட்டமைப்பின் பரிணாமத்தையும் பிரதிபலிக்கிறது.
ஆதாய ஊடகத்தால் வகைப்படுத்தப்படும், DBR லேசர்களில் குறைக்கடத்தி லேசர்கள் மற்றும் ஃபைபர் லேசர்கள் அடங்கும். குறைக்கடத்தி லேசர்கள், குறைக்கடத்தி பொருட்கள் மற்றும் மைக்ரோ-நானோ செயலாக்க தொழில்நுட்பங்களுடன் புனையமைப்பு இணக்கத்தன்மையில் இயற்கையான நன்மையைக் கொண்டுள்ளன. செகண்டரி எபிடாக்ஸி, இரசாயன நீராவி படிவு, படி ஒளிப்படவியல், நானோ இம்ப்ரிண்டிங், எலக்ட்ரான் கற்றை பொறித்தல் மற்றும் அயன் பொறித்தல் போன்ற பல குறைக்கடத்தி உற்பத்தி செயல்முறைகள், குறைக்கடத்தி லேசர்களின் ஆராய்ச்சி மற்றும் புனையலுக்கு நேரடியாகப் பயன்படுத்தப்படலாம்.
டிபிஆர் ஃபைபர் லேசர்கள் டிபிஆர் செமிகண்டக்டர் லேசர்களை விட பிற்காலத்தில் தோன்றின, முக்கியமாக ஃபைபர் அலை வழிகாட்டி செயலாக்கம் மற்றும் அதிக செறிவு கொண்ட பல ஊக்கமருந்து தொழில்நுட்பங்களின் வளர்ச்சியால் வரையறுக்கப்பட்டது. தற்போது, பொதுவான ஃபைபர் அலை வழிகாட்டி புனையமைப்பு நுட்பங்களில் ஆக்ஸிஜன்-குறைபாடு கட்டம் மறைத்தல் மற்றும் ஃபெம்டோசெகண்ட் லேசர் செயலாக்கம் ஆகியவை அடங்கும், அதே சமயம் உயர்-செறிவு ஃபைபர் ஊக்கமருந்து தொழில்நுட்பங்கள் மாற்றியமைக்கப்பட்ட இரசாயன நீராவி படிவு (MCVD) மற்றும் மேற்பரப்பு பிளாஸ்மா இரசாயன நீராவி படிவு (SCVD) ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது.
ப்ராக் கிரேட்டிங்ஸை அடிப்படையாகக் கொண்ட மற்றொரு ரெசனேட்டர் அமைப்பு DFB கட்டமைப்பு ஆகும். DFB லேசர் பிரதான குழியானது ப்ராக் கட்டமைப்பை செயலில் உள்ள பகுதியுடன் ஒருங்கிணைக்கிறது மற்றும் அலைநீளத் தேர்வுக்காக கட்டமைப்பின் மையத்தில் ஒரு கட்ட-மாற்றப் பகுதியை அறிமுகப்படுத்துகிறது. படம். 3(b) இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இந்த கட்டமைப்பு அதிக அளவிலான ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் கட்டமைப்பு ஒற்றுமையைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் DBR கட்டமைப்புகளில் கடுமையான அலைநீள சறுக்கல் மற்றும் முறை துள்ளல் போன்ற சிக்கல்களைத் தணிக்கிறது, இது தற்போதைய கட்டத்தில் மிகவும் நிலையான மற்றும் நடைமுறை லேசர் உள்ளமைவாக அமைகிறது.
DFB லேசர்களின் தொழில்நுட்ப சவால் கிராட்டிங் கட்டமைப்புகளை உருவாக்குவதில் உள்ளது. டிபிஆர் செமிகண்டக்டர் லேசர்களில் கிராட்டிங் ஃபேப்ரிகேஷனுக்கு இரண்டு முதன்மை முறைகள் உள்ளன: இரண்டாம் நிலை எபிடாக்ஸி மற்றும் மேற்பரப்பு எச்சிங். Regrown grating feedback (RGF)-DFB செமிகண்டக்டர் லேசர்கள், செயலில் உள்ள பகுதியில் குறைந்த ஒளிவிலகல்-குறியீட்டு கிராட்டிங்க்களின் தொகுப்பை வளர்க்க இரண்டாம் நிலை எபிடாக்ஸி மற்றும் ஃபோட்டோலித்தோகிராஃபியைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த முறை செயலில் உள்ள அடுக்கு கட்டமைப்பை குறைந்த இழப்புடன் பாதுகாக்கிறது, உயர்-கியூ ரெசனேட்டர்களை உருவாக்க உதவுகிறது. மேற்பரப்பு கிராட்டிங் (SG)-DFB செமிகண்டக்டர் லேசர்கள் செயலில் உள்ள பகுதியின் மேற்பரப்பில் ஒரு கிராட்டிங் லேயரை நேரடியாக பொறிப்பதை உள்ளடக்கியது. இந்த அணுகுமுறை மிகவும் சிக்கலானது, செயலில் உள்ள பகுதியின் பொருள் மற்றும் ஊக்கமருந்து அயனிகளுக்கு ஏற்ப துல்லியமான சரிசெய்தல் தேவைப்படுகிறது, மேலும் அதிக இழப்பை வெளிப்படுத்துகிறது, ஆனால் வலுவான ஆப்டிகல் கான்ஃபைன்மென்ட் மற்றும் அதிக பயன்முறை அடக்கும் திறனை வழங்குகிறது.
DBR ஃபைபர் லேசர்களைப் போலவே, DFB ஃபைபர் லேசர்களும் ஃபைபர் அலை வழிகாட்டி செயலாக்கம் மற்றும் அதிக செறிவு கொண்ட டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் தொழில்நுட்பங்களின் முன்னேற்றங்களை நம்பியுள்ளன. டிபிஆர் ஃபைபர் லேசர்களுடன் ஒப்பிடும்போது, அரிய-பூமி அயனிகளின் அலைநீள உறிஞ்சுதல் பண்புகள் காரணமாக, DFB ஃபைபர் லேசர்கள் கிராட்டிங் ஃபேப்ரிகேஷனில் அதிக சவால்களை ஏற்படுத்துகின்றன.
DFB மற்றும் DBR போன்ற குறுகிய-குழி பிரதான-குழி லேசர்கள் குறைந்த உள்-குழி ஃபோட்டான் தொடர்பு நேரத்தைக் கொண்டுள்ளன, இது ஆழமான வரி அகல சுருக்கத்தை கடினமாக்குகிறது. கோடு அகலத்தை மேலும் சுருக்கவும் மற்றும் சத்தத்தை அடக்கவும், இத்தகைய குறுகிய-குழி பிரதான-குழி கட்டமைப்புகள் பெரும்பாலும் செயல்திறன் மேம்படுத்தலுக்கான வெளிப்புற-குழி கட்டமைப்புகளுடன் இணைக்கப்படுகின்றன. பொதுவான வெளிப்புற-குழி கட்டமைப்புகளில் இடஞ்சார்ந்த வெளிப்புற துவாரங்கள், ஃபைபர் வெளிப்புற துவாரங்கள் மற்றும் அலை வழிகாட்டி வெளிப்புற குழிவுகள் ஆகியவை அடங்கும். ஃபைபர்-ஆப்டிக் சாதனங்கள் மற்றும் அலை வழிகாட்டி கட்டமைப்புகளின் வளர்ச்சிக்கு முன்பு, வெளிப்புற துவாரங்கள் முக்கியமாக தனித்த ஒளியியல் கூறுகளுடன் இணைந்து இடஞ்சார்ந்த ஒளியியலால் ஆனது. இவற்றில், கிராட்டிங் அடிப்படையிலான இடஞ்சார்ந்த வெளிப்புற-குழி பின்னூட்ட கட்டமைப்புகள் முக்கியமாக லிட்ரோ மற்றும் லிட்மேன் வடிவமைப்புகளை ஏற்றுக்கொள்கின்றன, பொதுவாக லேசர் ஆதாய குழி, இணைப்பு லென்ஸ்கள் மற்றும் ஒரு டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் கிராட்டிங் ஆகியவற்றைக் கொண்டிருக்கும். பின்னூட்ட உறுப்பாக, கிராட்டிங், அலைநீளம் டியூனிங், பயன்முறை தேர்வு மற்றும் வரி அகல சுருக்கத்தை செயல்படுத்துகிறது.
கூடுதலாக, இடஞ்சார்ந்த வெளிப்புற-குழி பின்னூட்ட கட்டமைப்புகள் F-P எடலான்கள், ஒலி-ஆப்டிக்/எலக்ட்ரோ-ஆப்டிக் டியூனபிள் ஃபில்டர்கள் மற்றும் இன்டர்ஃபெரோமீட்டர்கள் போன்ற ஆப்டிகல் வடிகட்டுதல் சாதனங்களின் வரம்பை இணைக்கலாம். இந்த வடிகட்டுதல் சாதனங்கள் இயல்பாகவே பயன்முறை-தேர்வு திறன்களைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் கிராட்டிங்களை மாற்றும்; சில உயர்-Q F-P எட்டாலான்கள் ஸ்பெக்ட்ரல் குறுகுதல் மற்றும் லைன்விட்த் சுருக்கத்தில் பிரதிபலிப்பு கிராட்டிங்க்களைக் கூட விஞ்சும்.
ஃபைபர்-ஆப்டிக் சாதன தொழில்நுட்பத்தின் முன்னேற்றத்துடன், இடஞ்சார்ந்த ஆப்டிகல் கட்டமைப்புகளை மிகவும் ஒருங்கிணைந்த, வலுவான ஃபைபர் அலை வழிகாட்டிகள் அல்லது ஃபைபர் சாதனங்களுடன் மாற்றுவது லேசர் அமைப்பின் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துவதற்கான ஒரு பயனுள்ள உத்தியைக் குறிக்கிறது. ஃபைபர் வெளிப்புற துவாரங்கள் பொதுவாக ஃபைபர் சாதனங்களைப் பிரிப்பதன் மூலம் அனைத்து ஃபைபர் கட்டமைப்பை உருவாக்குகின்றன, அதிக ஒருங்கிணைப்பு, பராமரிப்பின் எளிமை மற்றும் குறுக்கீட்டிற்கு வலுவான நோய் எதிர்ப்பு சக்தியை வழங்குகின்றன. ஃபைபர் வெளிப்புற-குழி பின்னூட்ட கட்டமைப்புகள் எளிய ஃபைபர் லூப் பின்னூட்டமாக இருக்கலாம் அல்லது அனைத்து-ஃபைபர் ரெசனேட்டர்கள், FBGகள், ஃபைபர் F-P கேவிட்டிகள் மற்றும் WGM ரெசனேட்டர்கள்.
ஒருங்கிணைந்த அலை வழிகாட்டி வெளிப்புற-குழி பின்னூட்ட அமைப்புகளுடன் கூடிய குறுகிய கோடு அகல ஒளிக்கதிர்கள் அவற்றின் சிறிய தொகுப்பு அளவு மற்றும் அதிக நிலையான செயல்திறன் காரணமாக பரவலான கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன. அடிப்படையில், அலை வழிகாட்டி வெளிப்புற-குழி பின்னூட்டம் ஃபைபர் வெளிப்புற-குழி பின்னூட்டம் போன்ற அதே தொழில்நுட்பக் கொள்கைகளைப் பின்பற்றுகிறது, ஆனால் குறைக்கடத்தி பொருட்கள் மற்றும் மைக்ரோ-நானோ செயலாக்க தொழில்நுட்பங்களின் பன்முகத்தன்மை மிகவும் கச்சிதமான மற்றும் நிலையான லேசர் அமைப்புகளை செயல்படுத்துகிறது. பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் குறைக்கடத்தி லேசர் பொருட்களில் Si, Si₃N₄ மற்றும் III-V கலவைகள் அடங்கும்.
ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் அலைவு லேசர் உள்ளமைவு என்பது ஒரு சிறப்பு பின்னூட்ட லேசர் கட்டமைப்பாகும், இதில் பின்னூட்ட சமிக்ஞை பொதுவாக மின் சமிக்ஞை அல்லது ஒரே நேரத்தில் ஒளிமின்னணு பின்னூட்டம் ஆகும். லேசர்களுக்குப் பயன்படுத்தப்பட்ட ஆரம்பகால ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் பின்னூட்ட தொழில்நுட்பம் PDH அதிர்வெண் நிலைப்படுத்தல் நுட்பமாகும், இது குழி நீளத்தை சரிசெய்வதற்கும், உயர்-Q ரெசனேட்டர் முறைகள் மற்றும் குளிர்-அணு உறிஞ்சுதல் கோடுகள் போன்ற குறிப்பு நிறமாலைக்கு லேசர் அதிர்வெண்ணைப் பூட்டுவதற்கும் மின் எதிர்மறை பின்னூட்டத்தைப் பயன்படுத்துகிறது. எதிர்மறை பின்னூட்ட டியூனிங் மூலம், லேசர் ரெசனேட்டர் நிகழ்நேரத்தில் லேசர் இயக்க நிலையைப் பொருத்தலாம், அதிர்வெண் உறுதியற்ற தன்மையை 10⁻¹⁷ வரிசையில் குறைக்கிறது. இருப்பினும், மின் பின்னூட்டம் குறிப்பிடத்தக்க வரம்புகளால் பாதிக்கப்படுகிறது, இதில் மெதுவான பதில் வேகம் மற்றும் விரிவான சர்க்யூட்ரியை உள்ளடக்கிய அதிகப்படியான சிக்கலான சர்வோ அமைப்புகள் ஆகியவை அடங்கும். இந்த காரணிகள் உயர் தொழில்நுட்ப சிரமம், கடுமையான கட்டுப்பாட்டு துல்லியம் மற்றும் லேசர் அமைப்புகளுக்கான அதிக செலவுகளை விளைவிக்கிறது. மேலும், ஆதாரங்களின் மீது கணினியின் வலுவான சார்பு, லேசர் அலைநீளத்தை குறிப்பிட்ட அதிர்வெண் புள்ளிகளுக்கு கண்டிப்பாக கட்டுப்படுத்துகிறது, மேலும் அதன் நடைமுறை பொருந்தக்கூடிய தன்மையை மேலும் கட்டுப்படுத்துகிறது.
பதிப்புரிமை @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - China Fiber Optic Modules, Fiber Coupled Lasers Manufacturers, Laser Components சப்ளையர்கள் அனைத்து உரிமைகளும் பாதுகாக்கப்பட்டவை.
