ಇಂದು, ನಾವು "ಏಕವರ್ಣದ" ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ತೀವ್ರ - ಕಿರಿದಾದ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್ ಲೇಸರ್‌ಗೆ ಪರಿಚಯಿಸುತ್ತೇವೆ. ಇದರ ಹೊರಹೊಮ್ಮುವಿಕೆಯು ಲೇಸರ್‌ನ ಅನೇಕ ಅನ್ವಯಿಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿನ ಅಂತರವನ್ನು ತುಂಬುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ತರಂಗ ಪತ್ತೆ, ಲಿಡಾರ್, ವಿತರಣಾ ಸಂವೇದನೆ, ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಕೊಹೆರೆಂಟ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಂವಹನ ಮತ್ತು ಇತರ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ, ಇದು ಲೇಸರ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮಾತ್ರ ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸಲಾಗದ "ಮಿಷನ್" ಆಗಿದೆ.
ಕಿರಿದಾದ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್ ಲೇಸರ್ ಎಂದರೇನು?
"ರೇಖೆಯ ಅಗಲ" ಎಂಬ ಪದವು ಆವರ್ತನ ಡೊಮೇನ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಲೇಸರ್‌ನ ರೋಹಿತದ ರೇಖೆಯ ಅಗಲವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವರ್ಣಪಟಲದ ಅರ್ಧ-ಗರಿಷ್ಠ ಪೂರ್ಣ ಅಗಲ (FWHM) ಪರಿಭಾಷೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ರೇಖೆಯ ಅಗಲವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಉತ್ಸುಕ ಪರಮಾಣುಗಳು ಅಥವಾ ಅಯಾನುಗಳ ಸ್ವಯಂಪ್ರೇರಿತ ವಿಕಿರಣ, ಹಂತದ ಶಬ್ದ, ಅನುರಣಕದ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಕಂಪನ, ತಾಪಮಾನದ ನಡುಕ ಮತ್ತು ಇತರ ಬಾಹ್ಯ ಅಂಶಗಳಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ರೇಖೆಯ ಅಗಲದ ಮೌಲ್ಯವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದರೆ, ವರ್ಣಪಟಲದ ಶುದ್ಧತೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, ಲೇಸರ್‌ನ ಏಕವರ್ಣತೆಯು ಉತ್ತಮವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅಂತಹ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ ಹಂತ ಅಥವಾ ಆವರ್ತನ ಶಬ್ದ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಸಾಪೇಕ್ಷ ತೀವ್ರತೆಯ ಶಬ್ದವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಲೇಸರ್‌ನ ರೇಖೀಯ ಅಗಲ ಮೌಲ್ಯವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದರೆ, ಅನುಗುಣವಾದ ಸುಸಂಬದ್ಧತೆ ಬಲವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಅತ್ಯಂತ ಉದ್ದವಾದ ಸುಸಂಬದ್ಧತೆಯ ಉದ್ದವಾಗಿ ವ್ಯಕ್ತವಾಗುತ್ತದೆ.
ಕಿರಿದಾದ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್ ಲೇಸರ್‌ನ ಸಾಕ್ಷಾತ್ಕಾರ ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಿಕೆ
ಲೇಸರ್‌ನ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ವಸ್ತುವಿನ ಅಂತರ್ಗತ ಲಾಭದ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್‌ನಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿದ್ದು, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಆಂದೋಲಕವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಕಿರಿದಾದ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್ ಲೇಸರ್‌ನ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಅನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳುವುದು ಅಸಾಧ್ಯ. ಕಿರಿದಾದ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್ ಲೇಸರ್‌ನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲು, ಗೇನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್‌ನಲ್ಲಿ ರೇಖಾಂಶದ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಅನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸಲು ಅಥವಾ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲು, ರೇಖಾಂಶದ ಮೋಡ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ನಿವ್ವಳ ಲಾಭದ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಫಿಲ್ಟರ್‌ಗಳು, ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಗತ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಲೇಸರ್ ರೆಸೋನೇಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ಅಥವಾ ಒಂದೇ ಒಂದು ರೇಖಾಂಶದ ಮೋಡ್ ಆಂದೋಲನ ಇರುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಲೇಸರ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ನ ಮೇಲೆ ಶಬ್ದದ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಬಾಹ್ಯ ಪರಿಸರದ ಕಂಪನ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ರೋಹಿತದ ರೇಖೆಗಳ ವಿಸ್ತರಣೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು ಅಗತ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ; ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಶಬ್ದದ ಮೂಲವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ಕಿರಿದಾದ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್ ಲೇಸರ್‌ನ ಸ್ಥಿರ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು, ಹಂತ ಅಥವಾ ಆವರ್ತನ ಶಬ್ದದ ರೋಹಿತ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಇದನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಬಹುದು.
ಹಲವಾರು ವಿಭಿನ್ನ ವರ್ಗಗಳ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಕಿರಿದಾದ ರೇಖೆಯ ಅಗಲ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಾಕ್ಷಾತ್ಕಾರವನ್ನು ನೋಡೋಣ.
ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಸಾಂದ್ರ ಗಾತ್ರ, ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆ, ದೀರ್ಘಾಯುಷ್ಯ ಮತ್ತು ಆರ್ಥಿಕ ಪ್ರಯೋಜನಗಳ ಅನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ.
ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಫ್ಯಾಬ್ರಿ-ಪೆರೋಟ್ (FP) ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ರೆಸೋನೇಟರ್ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್‌ಗಳುಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಹು-ರೇಖಾಂಶದ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಆಂದೋಲನಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಲೈನ್ ಅಗಲವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಅಗಲವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಕಿರಿದಾದ ಲೈನ್ ಅಗಲದ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪಡೆಯಲು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ.
ಡಿಸ್ಟ್ರಿಬ್ಯೂಟೆಡ್ ಫೀಡ್‌ಬ್ಯಾಕ್ (DFB) ಮತ್ತು ಡಿಸ್ಟ್ರಿಬ್ಯೂಟೆಡ್ ಬ್ರಾಗ್ ರಿಫ್ಲೆಕ್ಷನ್ (DBR) ಎರಡು ವಿಶಿಷ್ಟ ಆಂತರಿಕ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೀಡ್‌ಬ್ಯಾಕ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳಾಗಿವೆ. ಸಣ್ಣ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಪಿಚ್ ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ತರಂಗಾಂತರ ಆಯ್ಕೆಯಿಂದಾಗಿ, ಸ್ಥಿರವಾದ ಏಕ-ಆವರ್ತನ ಕಿರಿದಾದ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದು ಸುಲಭ. ಎರಡು ರಚನೆಗಳ ನಡುವಿನ ಪ್ರಮುಖ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೆಂದರೆ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ಸ್ಥಾನ: DFB ರಚನೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬ್ರಾಗ್ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ಆವರ್ತಕ ರಚನೆಯನ್ನು ರೆಸೋನೇಟರ್‌ನಾದ್ಯಂತ ವಿತರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು DBR ನ ರೆಸೋನೇಟರ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರತಿಫಲನ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಲಾಭ ಪ್ರದೇಶದಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, DFB ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಕಡಿಮೆ ವಕ್ರೀಭವನ ಸೂಚ್ಯಂಕ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತತೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿಫಲನದೊಂದಿಗೆ ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. DBR ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಕ್ರೀಭವನ ಸೂಚ್ಯಂಕ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತತೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಫಲನದೊಂದಿಗೆ ಮೇಲ್ಮೈ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಎರಡೂ ರಚನೆಗಳು ದೊಡ್ಡ ಉಚಿತ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಲ್ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್‌ಗಳ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಮೋಡ್ ಜಂಪ್ ಇಲ್ಲದೆ ತರಂಗಾಂತರ ಟ್ಯೂನಿಂಗ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು, ಅಲ್ಲಿ DBR ಲೇಸರ್DFB ಲೇಸರ್. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್ ಚಿಪ್‌ನ ಹೊರಹೋಗುವ ಬೆಳಕಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ನೀಡಲು ಮತ್ತು ಆವರ್ತನವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲು ಬಾಹ್ಯ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಬಾಹ್ಯ ಕುಹರದ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್‌ನ ಕಿರಿದಾದ ರೇಖೆಯ ಅಗಲ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಸಹ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಬಹುದು.
(2) ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು
ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪಂಪ್ ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆ, ಉತ್ತಮ ಕಿರಣದ ಗುಣಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಜೋಡಣೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಇವು ಲೇಸರ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಬಿಸಿ ಸಂಶೋಧನಾ ವಿಷಯಗಳಾಗಿವೆ. ಮಾಹಿತಿ ಯುಗದ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಉತ್ತಮ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಕಿರಿದಾದ ರೇಖೆಯ ಅಗಲ, ಕಡಿಮೆ ಶಬ್ದ ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ಸುಸಂಬದ್ಧತೆಯ ಅನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಏಕ-ಆವರ್ತನ ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್ ಅದರ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಪ್ರಮುಖ ನಿರ್ದೇಶನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ.
ಕಿರಿದಾದ ಲೈನ್-ಅಗಲ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಸಾಧಿಸಲು ಸಿಂಗಲ್ ಲಾಂಗಿಟ್ಯೂಡಿನಲ್ ಮೋಡ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯು ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್‌ನ ತಿರುಳಾಗಿದೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಿಂಗಲ್ ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್‌ನ ರೆಸೋನೇಟರ್‌ನ ರಚನೆಯ ಪ್ರಕಾರ DFB ಪ್ರಕಾರ, DBR ಪ್ರಕಾರ ಮತ್ತು ರಿಂಗ್ ಪ್ರಕಾರ ಎಂದು ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು.ಅವುಗಳಲ್ಲಿ, DFB ಮತ್ತು DBR ಸಿಂಗಲ್-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಕೆಲಸದ ತತ್ವವು DFB ಮತ್ತು DBR ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳಂತೆಯೇ ಇರುತ್ತದೆ.
ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, DFB ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್ ವಿತರಿಸಿದ ಬ್ರಾಗ್ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಫೈಬರ್‌ಗೆ ಬರೆಯುತ್ತದೆ. ಆಂದೋಲಕದ ಕೆಲಸದ ತರಂಗಾಂತರವು ಫೈಬರ್ ಅವಧಿಯಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ನ ವಿತರಿಸಿದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ರೇಖಾಂಶದ ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಬಹುದು. DBR ಲೇಸರ್‌ನ ಲೇಸರ್ ರೆಸೋನೇಟರ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಒಂದು ಜೋಡಿ ಫೈಬರ್ ಬ್ರಾಗ್ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ಗಳಿಂದ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಏಕ ರೇಖಾಂಶದ ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಕಿರಿದಾದ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿಫಲನ ಫೈಬರ್ ಬ್ರಾಗ್ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ಗಳಿಂದ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅದರ ಉದ್ದವಾದ ರೆಸೋನೇಟರ್, ಸಂಕೀರ್ಣ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಆವರ್ತನ ತಾರತಮ್ಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನದ ಕೊರತೆಯಿಂದಾಗಿ, ಉಂಗುರದ ಆಕಾರದ ಕುಹರವು ಮೋಡ್ ಜಿಗಿತಕ್ಕೆ ಗುರಿಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ದೀರ್ಘಕಾಲದವರೆಗೆ ಸ್ಥಿರ ರೇಖಾಂಶದ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವುದು ಕಷ್ಟ.
ಚಿತ್ರ 1, ಏಕ ಆವರ್ತನದ ಎರಡು ವಿಶಿಷ್ಟ ರೇಖೀಯ ರಚನೆಗಳುಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು
ಪೋಸ್ಟ್ ಸಮಯ: ನವೆಂಬರ್-27-2023