Kako pretvoriti lasersku diodu u podesivi poluvodički laser

Pretvaranje laserskih dioda u podesive poluvodičke lasere značajno poboljšava točnost i stabilnost mjernih sustava kroz precizan odabir i kontrolu valne duljine. Ovo je osobito važno za visokoprecizne primjene kao što su spektroskopska analiza, precizna mjerenja i znanstvena istraživanja.

Laserske diode
Laserske diode dobro su etablirane podkomponente u raznim potrošačkim proizvodima, kao što su laserski pokazivači, skeneri crtičnog koda ili CD/DVD/Blu-ray pogoni. Njihov uspjeh proizlazi iz njihove kompaktnosti, jednostavnosti rada, visoke učinkovitosti pretvorbe i visokih troškova. Međutim, spektar emisije golih laserskih dioda je širok, a valna duljina lasera nije dobro definirana.

Tipično, dvije krajnje strane poluvodičke laserske cijevi tvore rezonantnu šupljinu i određuju (uzdužni) način laserskog zračenja. Široka krivulja pojačanja poluvodiča podržava više modova istovremeno, svaki s različitom frekvencijom. Čak i diode s jednim uzdužnim modom mogu pokazivati ​​skakanje moda i spektralno nestabilne izlazne zrake pri malim promjenama temperature čipa ili struje pokretača.

Podesivi poluvodički laseri

Podesivi jednofrekventni poluvodički laseri sastoje se od laserske diode i frekvencijski selektivnog modula, kao što je rešetka, za odabir i ugađanje laserske frekvencije. Možemo osigurati valne duljine od 190 nm do 4000 nm, s uskom širinom linije i mogućnošću podešavanja - do 120 nm mogućnosti podešavanja bez skokova u modu u nekim sustavima. Ovi se laseri mogu pojačati samostalnim pojačalima ili integrirati u potpuna pojačala snage glavnog oscilatora (MOPA) do 4 W. Većina sustava laserskih pojačala koristi konusna pojačala. Laserima s udvostručenom frekvencijom može se postići šira spektralna pokrivenost - od 190 nm do 680 nm, snage do 1 W. Najvažnije karakteristike svih ovih laserskih sustava su niska buka (nizak RIN šum i uska širina linije) i mali drift. Ove izvrsne karakteristike ovise o iznimno dobrim pogonskim krugovima lasera. Kako bi se postigla veća stabilnost lasera, širina linije može se suziti na 1 Hz upotrebom različitih tipova laserskih modula za zaključavanje frekvencije, koji se mogu kontrolirati prikladnim digitalnim sklopovima.

Odabir načina rada
Uvođenjem frekvencijski selektivne povratne veze u lasersku šupljinu mogu se postići izvrsna svojstva poluvodičkog lasera kao što su uska širina linije emisije, velika duljina koherencije, precizan odabir valne duljine i podešavanje ili stabilizacija frekvencije emisije. JTBYShield nudi dva podesiva jednofrekventna poluvodička lasera. Oba koriste rešetkaste strukture za odabir i kontrolu frekvencije emisije. Jedan je poluvodički laser s vanjskom šupljinom stabiliziran rešetkom (ECDL).

Sadrži optičku rešetku postavljenu ispred laserske diode kao prvu površinu rezonantne šupljine, dok je druga strana rezonantne šupljine stražnja strana diode, laserska cijev i element povratne sprege tvore "vanjsku rezonantnu šupljinu".

Shematski dijagram poluvodičkog lasera s vanjskom šupljinom

Drugi pristup su laserske diode s rešetkama ugrađenim u sam poluvodič: poluvodičke laserske cijevi s distribuiranom povratnom spregom (DFB) i distribuiranim Braggovim reflektorom (DBR).

Rešetkasti filtar, krivulja pojačanja poluvodiča, način unutarnje poluvodičke laserske cijevi i (ako je primjenjivo) način vanjske šupljine određuju način rada lasera. Precizna kontrola temperature i struje te pravilno usklađivanje komponenti neophodni su za stabilan monomodni rad.

Izbor moda u diodnim laserima s vanjskom šupljinom

Shematski dijagram poluvodičkog lasera s vanjskom šupljinom

Shema DBR laserske diode

Podešavanje valne duljine

DFB i DBR diode mogu se podesiti valne duljine podešavanjem struje i/ili temperature poluvodičke laserske cijevi. Mogu se ugoditi za oko 1-2 nm bez ikakvog skakanja načina.

Da bi se promijenila valna duljina ECDL-a, potrebno je promijeniti spektralni odziv modalno-selektivnog uređaja, na primjer promjenom upadnog kuta na rešetku. Radeći u načinu rada u kojem je ukupno pojačanje maksimalno, to uzrokuje da laser skoči na drugi longitudinalni način rada i emitira na novoj valnoj duljini.

Fino ugađanje valne duljine lasera postiže se promjenom duljine vanjske šupljine, što mijenja trenutni uzdužni mod podržan jednomodnim radom lasera.

Ugađanje bez skakanja u načinu rada

DL Pro Laser

Veliki raspon ugađanja bez skokova određeno je koordiniranim ugađanjem više faktora. Naši DL pro laseri postižu široko ugađanje bez skakanja frekvencije istovremenim mijenjanjem kuta rešetke, duljine vanjske šupljine i struje poluvodičke laserske cijevi kako bi se postigla optimalna sinkronizacija. Podešavanje DL pro-a bez skokova obično je 20-50 GHz, s robusnom i kvazi-monomernom strukturom za postizanje stabilnih radnih uvjeta.

Polja primjene
1. Primjena u području komunikacije
Podesivi poluvodički laseri igraju ključnu ulogu u optičkim komunikacijskim sustavima, posebno u sustavima multipleksiranja s valnim duljinama (WDM) i gustim multipleksiranjem s valnim duljinama (DWDM). Njegova sposobnost podešavanja valne duljine omogućuje mu fleksibilnu prilagodbu potrebama različitih kanala, poboljšavajući prijenosni kapacitet i učinkovitost mreže.
2. Primjena u medicinskom području
U medicinskom polju podesivi poluvodički laseri naširoko se koriste u visokopreciznoj kirurgiji, laserskoj terapiji i biomedicinskom snimanju. Njegova precizna kontrola valne duljine i visoka stabilnost čine ga idealnim izborom za primjene kao što su oftalmološka kirurgija, dermatološko liječenje i liječenje raka.
3. Primjena u znanstvenim istraživanjima
Podesivi poluvodički laseri imaju važnu primjenu u znanstvenim istraživanjima, poput spektralne analize, preciznih mjerenja i istraživanja kvantne optike. Njegova uska širina linije i visoki omjer potiskivanja bočnog moda čine ga izvrsnim u spektralnim mjerenjima visoke razlučivosti i zahtjevima laserskog izvora niske buke.
4. Mjerenje visoke preciznosti
Primjena podesivih poluvodičkih lasera u visokopreciznim mjerenjima uključuje mjerenje udaljenosti, mjerenje brzine i mjerenje naprezanja. Njegova visoka koherencija i karakteristike uske širine linije omogućuju interferometrijskim mjernim sustavima postizanje izuzetno visoke točnosti i stabilnosti mjerenja.
5. Spektralna analiza
Kada se za spektralnu analizu koriste podesivi poluvodički laseri, oni mogu dati spektralne podatke visoke razlučivosti i visoke osjetljivosti. Njihove primjene u nadzoru okoliša, kemijskoj analizi i biosenzoru pomažu u otkrivanju komponenti u tragovima i analizi složenih uzoraka.
6. Interferometrija optičkog frekvencijskog skeniranja
Primjenom podesivih poluvodičkih lasera u optičkoj frekvencijskoj skenirajućoj interferometriji postiže se mjerenje apsolutne udaljenosti cilja promjenom frekvencije lasera. Njegova visoka preciznost i velika duljina koherencije čine ga naširoko upotrebljavanim u kartiranju terena i istraživanju svemira.

Pretvaranje laserskih dioda u podesive poluvodičke lasere uvodi frekvencijski selektivne povratne mehanizme za postizanje odabira načina rada, koristi rešetkaste strukture (kao što su rešetke vanjske šupljine i ugrađene rešetke DFB/DBR) za kontrolu podešavanja valne duljine i optimizira stabilnost laserskog izlaza i načina - raspon ugađanja bez skokova putem sinkronih metoda ugađanja. Ove inovacije ne samo da poboljšavaju točnost i stabilnost laserskih sustava, već i proširuju potencijal njihove primjene u visokopreciznim mjerenjima, spektralnoj analizi i optičkom frekvencijskom skeniranju interferometrije.

JTBYŠtitnudi visokoučinkovite jednofrekventne podesive poluvodičke lasere koji se mogu koristiti u aplikacijama kao što su laserska spektroskopija, biofotonika, fundamentalna kvantna fizika i detekcija/mjeriteljstvo poluvodiča.Ako ste zainteresirani, slobodno nas kontaktirajte za više pojedinosti o proizvodu.

Kontakt informacije:

Ako imate bilo kakvih ideja, slobodno nam se obratite. Bez obzira gdje su naši kupci i kakvi su naši zahtjevi, slijedit ćemo naš cilj da svojim kupcima pružimo visoku kvalitetu, niske cijene i najbolju uslugu.