توسعه و وضعیت بازار لیزر قابل تنظیم قسمت دوم

توسعه و وضعیت بازار لیزر قابل تنظیم (قسمت دوم)

اصل کار ازلیزر قابل تنظیم

تقریباً سه اصل برای دستیابی به تنظیم طول موج لیزری وجود دارد. بیشترلیزرهای قابل تنظیماز مواد کاری با خطوط فلورسنت گسترده استفاده کنید. تشدید کننده هایی که لیزر را تشکیل می دهند، فقط در یک محدوده طول موج بسیار باریک تلفات بسیار کمی دارند. بنابراین، اولین مورد تغییر طول موج لیزر با تغییر طول موج مربوط به ناحیه کم تلفات تشدید کننده توسط برخی از عناصر (مانند توری) است. دوم این است که سطح انرژی انتقال لیزر را با تغییر برخی پارامترهای خارجی (مانند میدان مغناطیسی، دما و غیره) تغییر دهید. سومین مورد استفاده از اثرات غیرخطی برای دستیابی به تبدیل و تنظیم طول موج است (نگاه کنید به اپتیک غیرخطی، پراکندگی رامان تحریک شده، دو برابر شدن فرکانس نوری، نوسان پارامتری نوری). لیزرهای معمولی متعلق به اولین حالت تنظیم عبارتند از: لیزرهای رنگی، لیزرهای کریزوبریل، لیزرهای مرکز رنگ، لیزرهای گاز فشار بالا قابل تنظیم و لیزرهای اگزایمر قابل تنظیم.

لیزر قابل تنظیم از منظر فناوری تحقق عمدتاً به: فناوری کنترل جریان، فناوری کنترل دما و فناوری کنترل مکانیکی تقسیم می شود.
در میان آنها، فناوری کنترل الکترونیکی دستیابی به تنظیم طول موج با تغییر جریان تزریق، با سرعت تنظیم در سطح NS، پهنای باند تنظیم گسترده، اما قدرت خروجی کم است که بر اساس فناوری کنترل الکترونیکی عمدتاً SG-DBR (نمونه گریتینگ DBR) و لیزر GCSR (انعکاس نمونه برداری به سمت عقب کوپلینگ جهتی گریتینگ کمکی). تکنولوژی کنترل دما با تغییر ضریب شکست ناحیه فعال لیزر، طول موج خروجی لیزر را تغییر می دهد. این فناوری ساده، اما کند است و با پهنای باند باریک تنها چند نانومتر قابل تنظیم است. اصلی ترین آنها مبتنی بر فناوری کنترل دما هستندلیزر DFB(بازخورد توزیع شده) و لیزر DBR (بازتاب براگ توزیع شده). کنترل مکانیکی عمدتا بر اساس فناوری MEMS (سیستم میکرو الکترومکانیکی) برای تکمیل انتخاب طول موج، با پهنای باند قابل تنظیم زیاد، توان خروجی بالا است. ساختارهای اصلی مبتنی بر فناوری کنترل مکانیکی عبارتند از DFB (بازخورد توزیع شده)، ECL (لیزر حفره خارجی) و VCSEL (لیزر ساطع کننده سطح حفره عمودی). در زیر از این جنبه های اصل لیزرهای قابل تنظیم توضیح داده شده است.

برنامه ارتباط نوری

لیزر قابل تنظیم یک دستگاه اپتوالکترونیک کلیدی در نسل جدید سیستم مالتی پلکسی تقسیم طول موج متراکم و تبادل فوتون در شبکه تمام نوری است. کاربرد آن ظرفیت، انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری سیستم انتقال فیبر نوری را تا حد زیادی افزایش می‌دهد و تنظیم پیوسته یا شبه پیوسته را در یک محدوده طول موج وسیع تحقق می‌بخشد.
شرکت ها و موسسات تحقیقاتی در سراسر جهان به طور فعال در حال ترویج تحقیق و توسعه لیزرهای قابل تنظیم هستند و پیشرفت های جدیدی در این زمینه به طور مداوم در حال انجام است. عملکرد لیزرهای قابل تنظیم به طور مداوم بهبود می یابد و هزینه آن به طور مداوم کاهش می یابد. در حال حاضر لیزرهای قابل تنظیم به طور عمده به دو دسته تقسیم می شوند: لیزرهای نیمه هادی قابل تنظیم و لیزرهای فیبر قابل تنظیم.
لیزر نیمه هادییک منبع نور مهم در سیستم ارتباطات نوری است که دارای ویژگی های اندازه کوچک، وزن سبک، راندمان تبدیل بالا، صرفه جویی در مصرف انرژی و غیره است و به راحتی می توان به یکپارچگی اپتوالکترونیکی تک تراشه با سایر دستگاه ها دست یافت. می توان آن را به لیزر بازخورد توزیع شده قابل تنظیم، لیزر آینه براگ توزیع شده، لیزر ساطع کننده سطح حفره عمودی سیستم میکروموتور و لیزر نیمه هادی حفره خارجی تقسیم کرد.
توسعه لیزر فیبر قابل تنظیم به عنوان یک رسانه افزایش و توسعه دیود لیزر نیمه هادی به عنوان منبع پمپ، توسعه لیزرهای فیبر را به شدت ارتقا داده است. لیزر قابل تنظیم بر اساس پهنای باند بهره 80 نانومتری فیبر دوپ شده است و عنصر فیلتر به حلقه اضافه می شود تا طول موج لیزر را کنترل کند و تنظیم طول موج را درک کند.
توسعه لیزر نیمه هادی قابل تنظیم در جهان بسیار فعال است و پیشرفت نیز بسیار سریع است. از آنجایی که لیزرهای قابل تنظیم به تدریج از نظر هزینه و عملکرد به لیزرهای با طول موج ثابت نزدیک می شوند، به طور اجتناب ناپذیری بیشتر و بیشتر در سیستم های ارتباطی مورد استفاده قرار خواهند گرفت و نقش مهمی در شبکه های تمام نوری آینده ایفا خواهند کرد.

چشم انداز توسعه
انواع مختلفی از لیزرهای قابل تنظیم وجود دارد که عموماً با معرفی بیشتر مکانیسم های تنظیم طول موج بر اساس لیزرهای مختلف تک طول موج توسعه می یابند و برخی از کالاها به بازار بین المللی عرضه شده اند. علاوه بر توسعه لیزرهای قابل تنظیم نوری پیوسته، لیزرهای قابل تنظیم با عملکردهای یکپارچه دیگر نیز گزارش شده است، مانند لیزر قابل تنظیم یکپارچه با یک تراشه منفرد VCSEL و یک مدولاتور جذب الکتریکی، و لیزر یکپارچه با یک رفلکتور توری نمونه براگ. و یک تقویت کننده نوری نیمه هادی و یک مدولاتور جذب الکتریکی.
از آنجایی که لیزر قابل تنظیم طول موج به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد، لیزر قابل تنظیم ساختارهای مختلف را می توان در سیستم های مختلف اعمال کرد و هر کدام دارای مزایا و معایبی هستند. لیزر نیمه هادی حفره خارجی به دلیل توان خروجی بالا و طول موج قابل تنظیم پیوسته می تواند به عنوان منبع نور قابل تنظیم باند پهن در ابزارهای تست دقیق استفاده شود. از منظر ادغام فوتون و ملاقات با شبکه تمام نوری آینده، توری نمونه DBR، گریتینگ ابرساختار DBR و لیزرهای قابل تنظیم ادغام شده با مدولاتورها و تقویت کننده ها ممکن است منابع نور قابل تنظیم برای Z باشند.
لیزر قابل تنظیم توری فیبر با حفره خارجی نیز یک نوع منبع نور امیدوارکننده است که ساختار ساده، عرض خط باریک و اتصال فیبر آسان دارد. اگر مدولاتور EA را بتوان در حفره ادغام کرد، می توان از آن به عنوان منبع سولیتون نوری با سرعت بالا نیز استفاده کرد. علاوه بر این، لیزرهای فیبر قابل تنظیم مبتنی بر لیزرهای فیبر در سال های اخیر پیشرفت قابل توجهی داشته اند. می توان انتظار داشت که عملکرد لیزرهای قابل تنظیم در منابع نوری ارتباط نوری بیشتر بهبود یابد و سهم بازار به تدریج افزایش یابد، با چشم انداز کاربردی بسیار روشن.