עיקרון כוונון של לייזר מוליך למחצה מכוונת (לייזר הניתן לכוונון)

עקרון כוונון שללייזר מוליכים למחצה מוליך(לייזר הניתן לכוונון)

לייזר מוליך למחצה הניתן לכוונון הוא סוג של לייזר שיכול לשנות ברציפות את אורך הגל של תפוקת הלייזר בטווח מסוים. לייזר מוליכים למחצה מוליכים כוונון מאמצים כוונון תרמי, כוונון חשמלי וכוונון מכני כדי להתאים את אורך החלל, ספקטרום השתקפות הגרידה, שלב ומשתנים אחרים להשגת כוונון באורך גל. לייזר מסוג זה יש מגוון רחב של יישומים בתקשורת אופטית, ספקטרוסקופיה, חישה, רפואה ושאר תחומים אחרים. איור 1 מציג את ההרכב הבסיסי של אלייזר הניתן לכוונון, כולל יחידת רווח האור, חלל ה- FP המורכב מהמראות הקדמיות והאחוריות ויחידת המסנן לבחירה במצב אופטי. לבסוף, על ידי התאמת אורך חלל ההשתקפות, מסנן המצב האופטי יכול להגיע לפלט בחירת אורך הגל.

איור 1

שיטת כוונון ונגזרתו

עקרון הכוונון של הניתן לכוונוןלייזרים מוליכים למחצהתלוי בעיקר בשינוי הפרמטרים הפיזיים של מהוד הלייזר כדי להשיג שינויים רציפים או נפרדים באורך הגל של לייזר הפלט. פרמטרים אלה כוללים, אך אינם מוגבלים, אינדקס שבירה, אורך חלל ובחירת מצב. להלן מפרטים מספר שיטות כוונון נפוצות ועקרונותיהם:

1. כוונון הזרקת מנשא

כוונון הזרקת המנשא הוא לשנות את מדד השבירה של החומר על ידי שינוי הזרם המוזרק לאזור הפעיל של לייזר המוליכים למחצה, כדי להשיג כוונון באורך גל. כאשר הזרם גדל, ריכוז המנשא באזור הפעיל עולה, וכתוצאה מכך שינוי במדד השבירה, אשר בתורו משפיע על אורך הגל של הלייזר.

2. כוונון תרמי כוונון תרמי הוא לשנות את מדד השבירה ואת אורך החלל של החומר על ידי שינוי טמפרטורת ההפעלה של הלייזר, כדי להשיג כוונון באורך גל. שינויים בטמפרטורה משפיעים על מדד השבירה וגודל הפיזי של החומר.

3. כוונון מכני כוונון מכני הוא להשיג כוונון באורך הגל על ​​ידי שינוי המיקום או הזווית של האלמנטים האופטיים החיצוניים של הלייזר. שיטות כוונון מכניות נפוצות כוללות שינוי זווית סורג העקיפה והנעת מיקום המראה.

4 כוונון אלקטרו-אופטי כוונון אלקטרו-אופטי מושג על ידי החלת שדה חשמלי על חומר מוליך למחצה כדי לשנות את מדד השבירה של החומר, ובכך להשיג כוונון באורך גל. שיטה זו משמשת בדרך כלל במודולטורים אלקטרו-אופטיים (EOM) וליזרים מכוונים אלקטרו-אופטיים.

לסיכום, עקרון הכוונון של לייזר מוליכים למחצה הניתן לכוונון מממש בעיקר כוונון באורך הגל על ​​ידי שינוי הפרמטרים הפיזיים של התהודה. פרמטרים אלה כוללים אינדקס שבירה, אורך חלל ובחירת מצב. שיטות כוונון ספציפיות כוללות כוונון הזרקת נשא, כוונון תרמי, כוונון מכני וכוונון אלקטרו-אופטי. לכל שיטה יש מנגנון פיזי ספציפי משלה ונגזרת מתמטית, ובחירת שיטת הכוונון המתאימה צריכה להיחשב בהתאם לדרישות היישום הספציפיות, כגון טווח כוונון, מהירות כוונון, רזולוציה ויציבות.