המסלול הטכני העיקרי של לייזרים בעלי רוחב קו צר מתכוונן

המסלול הטכני העיקרי שללייזרים בעלי רוחב קו צר מתכוונן

המסלולים הטכניים העיקריים של מתכוונןלייזרים בעלי רוחב קו צרעם חללים חיצוניים מוליכים למחצה

לייזרים בעלי רוחב קו צר מתכוונן הם הבסיס ליישומים רחבים בתחומים כמו פיזיקה אטומית, ספקטרוסקופיה, מידע קוונטי, תקשורת קוהרנטית, חישה מרחוק ומדידה מדויקת. בתחומים אלה, לייזרים פשוטים, זולים יותר, בעלי רוחב קו צר יותר וטווח כוונון רחב יותר ימשיכו להניע יישומים חדשים של טכנולוגיה זו.

במהלך 50 השנים האחרונות, ההיסטוריה של ה-מקור אור מתכוונןלייזר TLS שיקף במידה רבה את התפתחות טכנולוגיית הלייזר. לייזרי הצבע הראשוניים הוחלפו בלייזרי דיודה בעלי חלל חיצוני (ECDL), בעוד שמערכות בעלות הספק גבוה נשלטות על ידי לייזרים בעלי מצב מוצק מתכוונן (כגון לייזרי טיטניום-ספיר) או לייזרי Nd:YAG מומרים בתדר המשתמשים באוסלטורים פרמטריים אופטיים (OPO). לייזרי דיודה ללא חללים חיצוניים יציבים מילאו את קצה השוק בעל העלות הנמוכה ובעלת הביצועים הנמוכים עם לייזר DFB ודיודות DBR מסחריות, עם רוחב קווים צר עד 500kHz. לאחרונה, לייזרי סיבים ולייזרי סיבים בתדר משתנה החלו להחליף מערכות מצב מוצק רבות בעיצובים שונים, המציעים הספק גבוה יותר ויכולת כוונון גדולה יותר, או רוחב קווים צר יותר. כיום, הופעתם של מסרקי תדר מאפשרת להשיג לייזרים בעלי תדר מיוצב בכל אורך גל תוך שמירה על יציבות ודיוק מצוינים. עם זאת, למרות זאת, החלל החיצוני...לייזר מוליך למחצהעדיין שומר על מעמדו כמקור אור נפוץ במעבדות רבות בשל פשטותו, רב-תפקודיותו, ביצועיו המכובדים ועלותו הנמוכה מאוד.

כיום, לייזרים בעלי רוחב קו צר מתכוונן עם מוליכים למחצה בחלל חיצוני מיושמים באופן נרחב ב:

קירור ולכידה בלייזר

עיבוי בוז-איינשטיין

אופטיקה קוונטית: אור דחוס

אור אלקטרומגנטי שקוף ואיטי

סטנדרטים של זמן ותדירות

ספקטרוסקופיית לייזר

לייזרים בעלי רוחב קו צר מתכוונן מורכבים בדרך כלל מבקר, דיודת לייזר ומודול בחירת תדר. לדוגמה, סורגים המשמשים לבחירת תדר לייזר וכוונון, או מסננים המבוססים על מבנה עין החתול וכו'. המאפיינים החשובים של לייזרים בעלי רוחב קו צר מתכוונן עם מוליכים למחצה בחלל חיצוני כוללים רוחב קו לייזר צר, סחיפה בתדר נמוך וטווח כוונון רחב וכו'. ומאפיינים יוצאי דופן אלה תלויים במעגל הנעת לייזר מעולה במיוחד, ביציבות המכנית הכוללת של הלייזר ובעקרון בחירת התדר. כדי להשיג יציבות תדר גבוהה יותר של הלייזר, ניתן להוסיף סוגים שונים של מודולי נעילת תדר לייזר. לדוגמה, באמצעות טכנולוגיית ייצוב תדר PDH כדי לנעול את אורך הגל של הלייזר על חלל אופטי יציב במיוחד, ניתן לצמצם את רוחב הקו של הלייזר לרמה של 1 הרץ, ויציבות התדר יכולה להגיע ל <3× 10-15 @ 1 שנייה.