Kuidas muuta laserdiood häälestatavaks pooljuhtlaseriks

Laserdioodide muutmine häälestatavateks pooljuhtlaseriteks parandab märkimisväärselt mõõtesüsteemide täpsust ja stabiilsust läbi täpse lainepikkuse valiku ja juhtimise. See on eriti oluline ülitäpsete rakenduste puhul, nagu spektroskoopiline analüüs, täppismõõtmised ja teadusuuringud.

Laserdioodid
Laserdioodid on väljakujunenud alamkomponendid mitmesugustes tarbekaupades, nagu laserosutajad, vöötkoodiskannerid või CD/DVD/Blu-ray-draivid. Nende edu tuleneb nende kompaktsusest, kasutuslihtsusest, kõrgest muundamise efektiivsusest ja kõrgest kuluvõimest. Paljas laserdioodide emissioonispekter on aga lai ja laseri lainepikkus pole täpselt määratletud.

Tavaliselt moodustavad pooljuhtlasertoru kaks otspinda resonantsõõnsuse ja määravad (piki) laserirežiimi. Pooljuhi lai võimenduskõver toetab korraga mitut režiimi, millest igaüks on erineva sagedusega. Isegi ühe pikisuunalise režiimiga dioodidel võib kiibi temperatuuri või draiveri voolu väikeste muutuste korral ilmneda režiimide hüppamine ja spektriliselt ebastabiilsed väljundkiired.

Tuunitavad pooljuhtlaserid

Tuunitavad ühe sagedusega pooljuhtlaserid koosnevad laserdioodist ja sageduse selektiivmoodulist, näiteks võrest lasersageduse valimiseks ja häälestamiseks. Saame pakkuda lainepikkusi vahemikus 190 nm kuni 4000 nm, kitsa joonelaiuse ja häälestatavusega – mõnes süsteemis kuni 120 nm režiimihüppevaba häälestatavust. Neid lasereid saab võimendada eraldiseisvate võimenditega või integreerida terviklikesse peaostsillaatori võimsusvõimenditesse (MOPA) kuni 4 W. Enamik laservõimendisüsteeme kasutab koonusvõimendeid. Laiemat spektraalset katvust saab saavutada kahekordse sagedusega laseritega – 190 nm kuni 680 nm, võimsusega kuni 1 W. Kõigi nende lasersüsteemide olulisemad omadused on madal müratase (madal RIN-müra ja kitsas joonelaius) ja väike triiv. Need suurepärased omadused sõltuvad väga headest laserdraiveri ahelatest. Suurema laseri stabiilsuse saavutamiseks saab joonelaiust kitsendada 1 Hz-ni, kasutades erinevat tüüpi lasersageduslukustusmooduleid, mida saab juhtida mugavate digitaalsete ahelatega.

Režiimi valik
Sagedusselektiivse tagasiside sisseviimisega laseriõõnde on võimalik saavutada suurepärased pooljuhtlaseri omadused, nagu kitsas emissioonijoone laius, suur koherentsuse pikkus, täpne lainepikkuse valik ja emissioonisageduse häälestamine või stabiliseerimine. JTBYShield pakub kahte häälestatavat ühesageduslikku pooljuhtlaserit. Mõlemad kasutavad emissioonisageduse valimiseks ja reguleerimiseks võrekonstruktsioone. Üks neist on restiga stabiliseeritud välisõõnsusega pooljuhtlaser (ECDL).

See sisaldab optilist võret, mis on paigaldatud laserdioodi ette esimese resonantsõõnsuse küljena, samas kui teine ​​resonantsõõne pind on dioodi tagakülg, lasertoru ja tagasisideelement moodustavad "välise resonantsõõnsuse".

Välise õõnsuse pooljuhtlaseri skemaatiline diagramm

Teine lähenemine on laserdioodid, mille võred on ehitatud pooljuhi enda sisse: hajutatud tagasiside (DFB) ja hajutatud Braggi reflektor (DBR) pooljuhtlaseri torud.

Võrefilter, pooljuhtide võimenduskõver, sisemise pooljuhtlaseri toru režiim ja (kui see on kohaldatav) välise õõnsuse režiim määravad laserirežiimi. Stabiilseks üherežiimiliseks tööks on vajalik täpne temperatuuri ja voolu reguleerimine ning komponentide õige sobitamine.

Režiimi valik välisõõnsusdioodlaserites

Välise õõnsuse pooljuhtlaseri skemaatiline diagramm

DBR laserdioodi skeem

Lainepikkuse häälestamine

DFB ja DBR dioodide lainepikkust saab häälestada pooljuhtlaseri toru voolu ja/või temperatuuri reguleerimise teel. Neid saab häälestada umbes 1-2 nm võrra ilma režiimivahetuseta.

ECDL-i lainepikkuse muutmiseks on vaja muuta režiimivaliku seadme spektraalreaktsiooni, näiteks muuta võrele langemisnurka. Töötades režiimis, kus koguvõimendus on maksimaalne, paneb see laseri hüppama teisele pikisuunalisele režiimile ja kiirgama uuel lainepikkusel.

Laseri lainepikkuse peenhäälestus saavutatakse välise õõnsuse pikkuse muutmisega, mis muudab laseri üherežiimilise töö toel praegust pikisuunalist režiimi.

Mode-hop-vaba häälestamine

DL Pro Laser

Suure režiimihüppevaba häälestusvahemiku määrab mitme teguri kooskõlastatud häälestus. Meie DL pro laserid saavutavad laia sagedushüppevaba häälestuse, muutes samaaegselt võre nurka, välisõõne pikkust ja pooljuhtlaseri toru voolu, et saavutada optimaalne sünkroniseerimine. DL pro režiimihüppevaba häälestus on tavaliselt 20-50 GHz, vastupidava ja kvaasimonomeerse struktuuriga, et saavutada stabiilsed töötingimused.

Rakendusväljad
1. Rakendus kommunikatsiooni valdkonnas
Häälestatavad pooljuhtlaserid mängivad võtmerolli optilistes sidesüsteemides, eriti lainepikkusjaotusega multipleksimise (WDM) ja tiheda lainepikkusjaotusega multipleksimise (DWDM) süsteemides. Selle lainepikkuse häälestamise võimalus võimaldab paindlikult kohaneda erinevate kanalite vajadustega, parandades võrgu edastusvõimsust ja efektiivsust.
2. Rakendus meditsiinivaldkonnas
Meditsiinivaldkonnas kasutatakse häälestatavaid pooljuhtlasereid laialdaselt ülitäpses kirurgias, laserteraapias ja biomeditsiinilises pildistamises. Selle täpne lainepikkuse reguleerimine ja kõrge stabiilsus muudavad selle ideaalseks valikuks selliste rakenduste jaoks nagu oftalmoloogiline kirurgia, dermatoloogia ja vähiravi.
3. Rakendus teadusuuringutes
Häälestatavatel pooljuhtlaseritel on olulised rakendused teadusuuringutes, nagu spektraalanalüüs, täppismõõtmine ja kvantoptika uuringud. Selle kitsas joonelaius ja kõrge külgrežiimi summutusaste muudavad selle silmapaistvaks kõrge eraldusvõimega spektraalmõõtmise ja madala müratasemega laserallika nõuete osas.
4. Kõrge täpsusega mõõtmine
Häälestatavate pooljuhtlaserite kasutamine ülitäpse mõõtmise puhul hõlmab kauguse, kiiruse ja deformatsiooni mõõtmist. Selle kõrge koherentsus ja kitsas joonelaius võimaldavad interferomeetrilistel mõõtmissüsteemidel saavutada ülikõrge mõõtmistäpsuse ja stabiilsuse.
5. Spektraalanalüüs
Kui spektraalanalüüsiks kasutatakse häälestatavaid pooljuhtlasereid, võivad need anda kõrge eraldusvõimega ja kõrge tundlikkusega spektraalandmeid. Nende rakendused keskkonnaseires, keemilises analüüsis ja biosenseerimises aitavad tuvastada jälgi komponente ja analüüsida keerulisi proove.
6. Optilise sageduse skaneerimise interferomeetria
Häälestatavate pooljuhtlaserite kasutamisel optilise sageduse skaneerimise interferomeetrias saavutatakse sihtmärgi absoluutse kauguse mõõtmine laseri sagedust muutes. Selle kõrge täpsus ja pikk sidususpikkus muudavad selle laialdaselt kasutatavaks maastiku kaardistamisel ja kosmoseuuringutel.

Laserdioodide muutmine häälestatavateks pooljuhtlaseriteks kasutab režiimivaliku saavutamiseks sagedusselektiivseid tagasisidemehhanisme, kasutab lainepikkuse häälestamiseks võrestruktuure (nagu välised õõnsused võred ja sisseehitatud võre DFB/DBR) ning optimeerib laserväljundi ja režiimi stabiilsust. -hüppevaba häälestusvahemik sünkroonhäälestusmeetodite kaudu. Need uuendused mitte ainult ei paranda lasersüsteemide täpsust ja stabiilsust, vaid laiendavad ka nende rakenduspotentsiaali ülitäpse mõõtmise, spektraalanalüüsi ja optilise sageduse skaneerimise interferomeetria vahemikus.

JTBYShieldpakub suure jõudlusega ühe sagedusega häälestatavaid pooljuhtlasereid, mida saab kasutada sellistes rakendustes nagu laserspektroskoopia, biofotoonika, fundamentaalne kvantfüüsika ja pooljuhtide tuvastamine/metroloogia.Kui olete huvitatud, võtke meiega julgelt ühendust, et saada lisateavet toote kohta.

Kontaktandmed:

Kui teil on ideid, võtke meiega ühendust. Pole tähtis, kus meie kliendid on ja millised on meie nõudmised, järgime oma eesmärki pakkuda oma klientidele kõrget kvaliteeti, madalaid hindu ja parimat teenust.