מגמת הפיתוח של לייזר רוחב קו צר

מגמת הפיתוח שללייזר רוחב קו צר
האבולוציה של מצב משוב לייזר בלייזר ברוחב קו צר היא האבולוציה של מבנה חלל התהודה של הלייזר. להלן, נציג תצורות שונות של טכנולוגיות לייזר ברוחב קו צר לפי סדר האבולוציה של מהודים בלייזר.

1. תצורת חלל ראשי יחיד. ניתן לחלק לייזר מסוג זה לחלל ליניארי (תצורה קלאסית, מבנה פשוט ויעיל) וחלל טבעתי (התגברות על שריפת חורים מרחבית ושימוש בשדה גל נע). מהוד טבעתי לא מישורי (NPRO) מוזכר במיוחד כמהוד טבעתי, שהוא שדה גל נע מיוחד ויציב ביותר.לייזרמנקודת מבט של אורך החלל, ניתן לחלק אותו לחללים קצרים (SLM במצב אורכי יחיד קל ליישום, אך עם רוחב קו פנימי רחב ורעש גבוה) וחללים ארוכים (באופן אינהרנטי...רוחב קו צר, אבל יישום פעולת SLM הוא קושי טכני).

2. תצורת משוב של חלל חיצוני יחיד. תצורה זו מוצעת לפתרון בעיות של זמן אינטראקציה קצר בין פוטונים וקשה לסילוק פליטה ספונטנית בחלל ראשי יחיד, על ידי סינון והזנה חוזרת של פוטונים דרך חלל חיצוני כדי לדחוס את רוחב הקו. מבנים קלאסיים מוקדמים כללו חללים חיצוניים מסוג Littrow ו- Littman Metcalf המשתמשים בסריגים. הקושי הטכני של תצורה זו טמון בהתאמת הפאזה בין החלל הראשי לחלל החיצוני.
3. שתי תצורות חלל ראשי משולבות המבוססות על סריג בראג:

לייזר DFBתצורה: שילוב מבנה בראג עם אזור פעיל והכנסת אזור הזזת פאזה, מאפשר אינטגרציה, יציבות ופרקטיות גבוהות יותר, ומשפר את סחף הגל של DBR. הקושי הטכני טמון בעיבוד סריג (כגון שיטות RGF-DFB אפיטקסיאליות משניות וחיטוי פני השטח SG-DFB של DFB מוליך למחצה).
תצורת לייזר DBR: מחליפה מראות מסורתיות במבני בראג פסיביים מחזוריים, בעלי מאפייני סינון וקלים ליישום של SLM עם חללים קצרים. בהתאם למדיום ההגבר, ניתן לחלק אותו ל-DBR מוליך למחצה (עם תאימות טובה לתהליך) ו-DBR סיבים (המסתמך על טכנולוגיית עיבוד וסימום סיבים).

על מנת לדחוס עוד יותר את רוחב הקו של החלל הראשי בעל החלל הקצר (כגון DFB/DBR), ייעשה שימוש במבנה חלל חיצוני מורכב. צורת החלל החיצוני התפתחה עם התפתחות הטכנולוגיה:
חלל חיצוני בחלל: צורות עיקריות מוקדמות, כולל סריג (Littrow/Littman) ומסננים אופטיים שונים (כגון תקן FP).
חלל חיצוני של סיבים אופטיים: שימוש בכל התקני הסיבים האופטיים (כגון מעגלי סיבים אופטיים, FBGs, חללי FP של סיבים אופטיים וכו'), האינטגרציה ויכולת הנגד הפרעות חזקות יותר.
חלל מוליך גל חיצוני: עיבוד מיקרו-ננו המבוסס על חומרי מוליכים למחצה כגון Si ו-Si3N4, מה שהופך את המערכת לקומפקטית ויציבה יותר.

לבסוף, מאמר זה מציג את התצורה של לייזרים מתנדנדים אופטואלקטרוניים, שהם צורה מיוחדת של משוב, כגון טכנולוגיית ייצוב תדר PDH. באמצעות משוב שלילי חשמלי כדי לנעול את תדר הלייזר למקור ייחוס יציב ביותר, ניתן להשיג יציבות תדר גבוהה ביותר. עם זאת, המערכת מורכבת, יקרה וגמישות אורך הגל מוגבלת.