פיתוח ומצב שוק של לייזר הניתן לכוונון חלק שני

פיתוח ומצב שוק של לייזר הניתן לכוונון (חלק שני)

עיקרון עבודה שללייזר הניתן לכוונון

ישנם בערך שלושה עקרונות להשגת כוונון אורך גל בלייזר. רוֹבלייזרים ניתנים לכוונוןהשתמש בחומרים עובדים עם קווי פלורסנט רחבים. למודים המרכיבים את הלייזר יש הפסדים נמוכים מאוד רק על טווח אורך גל צר מאוד. לפיכך, הראשון הוא לשנות את אורך הגל של הלייזר על ידי שינוי אורך הגל המתאים לאזור ההפסד הנמוך של התהודה על ידי כמה אלמנטים (כמו סורג). השנייה היא לשנות את רמת האנרגיה של מעבר הלייזר על ידי שינוי פרמטרים חיצוניים מסוימים (כמו שדה מגנטי, טמפרטורה וכו '). השלישי הוא השימוש באפקטים לא לינאריים כדי להשיג טרנספורמציה וכוונון באורך גל (ראו אופטיקה לא לינארית, פיזור ראמאן מגורה, הכפלת תדרים אופטיים, תנודה פרמטרית אופטית). לייזרים אופייניים השייכים למצב הכוונון הראשון הם לייזרי צבע, לייזרי כריסובריל, לייזרי מרכז צבעים, לייזרי גז בלחץ גבוה מכווננים ולייזרי אקסימרים ניתנים לכוונון.

לייזר הניתן לכוונון מנקודת המבט של טכנולוגיית מימוש מחולק בעיקר ל: טכנולוגיית בקרה נוכחית, טכנולוגיית בקרת טמפרטורה וטכנולוגיית בקרה מכנית.
ביניהם, טכנולוגיית הבקרה האלקטרונית היא להשיג כוונון באורך הגל על ​​ידי שינוי זרם ההזרקה, עם מהירות כוונון ברמת NS, רוחב פס כוונון רחב, אך כוח פלט קטן, המבוסס על טכנולוגיית הבקרה האלקטרונית בעיקר SG-DBR (DBR מדגימה DBR) וליזר GCSR (צימוד כיווני גירוד לאחור). טכנולוגיית בקרת הטמפרטורה משנה את אורך הגל הפלט של הלייזר על ידי שינוי מדד השבירה של האזור הפעיל בלייזר. הטכנולוגיה פשוטה, אך איטית, וניתן להתאים אותה ברוחב פס צר של מספר ננומטר בלבד. העיקריים המבוססים על טכנולוגיית בקרת טמפרטורה הםלייזר DFB(משוב מופץ) ולייזר DBR (השתקפות בראג מופצת). בקרה מכנית מבוססת בעיקר על טכנולוגיית MEMS (מערכת מיקרו-אלקטרו-מכנית) כדי להשלים את בחירת אורך הגל, עם רוחב פס גדול מתכוונן, כוח תפוקה גבוה. המבנים העיקריים המבוססים על טכנולוגיית בקרה מכנית הם DFB (משוב מופץ), ECL (לייזר חלל חיצוני) ו- VCSEL (לייזר פולט משטח חלל אנכי). להלן מוסבר מהיבטים אלה של עקרון לייזרים מכוונים.

יישום תקשורת אופטי

לייזר הניתן לכוונון הוא מכשיר אופטו-אלקטרוני מרכזי בדור חדש של מערכת ריבוי מרבב אורך גל צפופה וחילופי פוטונים ברשת הכל-אופטית. היישום שלה מגדיל מאוד את הקיבולת, הגמישות והמדרגיות של מערכת העברת סיבים אופטיים, והבין כוונון רציף או מעין-רציף בטווח אורך גל רחב.
חברות ומוסדות מחקר ברחבי העולם מקדמים באופן פעיל את המחקר והפיתוח של לייזרים מכוונים, והתקדמות חדשה מתבצעת ללא הרף בתחום זה. הביצועים של לייזרים הניתנים לכוונון משופרים כל העת והעלות מופחתת ללא הרף. נכון לעכשיו, לייזרים הניתנים לכוונון מחולקים בעיקר לשתי קטגוריות: לייזרים מוליכים למחצה לכוונון ולייזרי סיבים מכוונים.
לייזר מוליכים למחצההוא מקור אור חשוב במערכת תקשורת אופטית, שיש לה את המאפיינים של גודל קטן, משקל קל, יעילות המרה גבוהה, חיסכון בחשמל וכו ', וקל להשיג שילוב אופטו -אלקטרוני של שבב יחיד עם מכשירים אחרים. ניתן לחלק אותו ללייזר משוב מבוזר מכוונון, לייזר מראה בראג, מופץ, מערכת מיקרומוטור חלל אנכי פולט לייזר לייזר ולייזר מוליך חצי מוליך חלל חיצוני.
פיתוח לייזר הסיבים הניתן לכוונון כמדיום רווח ופיתוח דיודת לייזר מוליכים למחצה כמקור משאבה קידמה מאוד את התפתחות לייזרי סיבים. הלייזר הניתן לכוונון מבוסס על רוחב הפס של 80 ננומטר של הסיב המסומם, ואלמנט המסנן מתווסף ללולאה כדי לשלוט על אורך הגל של Lasing ולממש את כוונון אורך הגל.
פיתוח לייזר מוליכים למחצה מוליכים כוונון פעיל מאוד בעולם, וגם ההתקדמות מהירה מאוד. כאשר לייזרים הניתנים לכוונון ניגשים בהדרגה לייזרים אורך גל קבוע מבחינת עלות וביצועים, הם בהכרח ישמשו יותר ויותר במערכות תקשורת ולמלא תפקיד חשוב ברשתות הכל אופטיות עתידיות.

פוטנציאל פיתוח
ישנם סוגים רבים של לייזרים מכוונים, אשר בדרך כלל מפותחים על ידי הצגת מנגנוני כוונון אורך גל על ​​בסיס לייזרים שונים באורך גל יחיד, וכמה סחורות סופקו לשוק בינלאומי. בנוסף להתפתחות של לייזרים מתאימים אופטיים מתמשכים, דווחו גם לייזרים הניתנים לכוונון עם פונקציות משולבות אחרות, כמו לייזר הניתן לכוונון המשולב עם שבב בודד של VCSEL ומודולטור ספיגה חשמלית, והלייזר המשולב עם משקף ברגט דגימה ומאפילטור חצי -מוליך חצי -אבטחה.
מכיוון שהלייזר הניתן לכוונון באורך הגל נמצא בשימוש נרחב, ניתן ליישם את הלייזר הניתן לכוונון של מבנים שונים על מערכות שונות, ולכל אחד מהם יתרונות וחסרונות. לייזר מוליכים מוליכים למחצה של חלל חיצוני יכול לשמש כמקור אור כוונון לרוחב במכשירי בדיקת דיוק בגלל כוח התפוקה הגבוה שלו ואורך הגל המתאים. מנקודת המבט של שילוב פוטונים ופגישה עם הרשת העתידית הכל-אופטית, DBR מדגמי, DBR, Superstrutated Grating DBR ולייזרים מכוונים המשולבים במודולטורים ומגברים עשויים להיות מבטיחים מקורות אור מכוונים עבור Z.
לייזר מכוון סיבים עם סיבים עם חלל חיצוני הוא גם סוג מבטיח של מקור אור, שיש לו מבנה פשוט, רוחב קו צר וצימוד סיבים קל. אם ניתן לשלב את מודולטור ה- EA בחלל, הוא יכול לשמש גם כמקור סוליטון אופטי המתאים במהירות גבוהה. בנוסף, לייזרי סיבים מכוונים המבוססים על לייזרי סיבים התקדמו ניכרים בשנים האחרונות. ניתן לצפות כי הביצועים של לייזרים הניתנים לכוונון במקורות אור תקשורת אופטיים ישתפרו עוד יותר, ונתח השוק יגדל בהדרגה, עם סיכויי יישום בהירים מאוד.