अल्ट्रा संकीर्ण लाइनविड्थ लेजर, प्रकार, कार्य सिद्धांत, कार्य, अनुप्रयोग

एकअल्ट्रा संकीर्ण लाइनविड्थ लेजर एक लेजर स्रोत है जो कुछ kHz की सीमा में एक बेहद छोटे वर्णक्रमीय लाइनविड्थ-अक्सर लेजर बीम का उत्पादन करने के लिए इंजीनियर है। इस तरह के लेजर असाधारण आवृत्ति स्थिरता के साथ अत्यधिक सुसंगत प्रकाश प्रदान करते हैं, जो विज्ञान, दूरसंचार और संवेदन में सटीक अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

अल्ट्रा संकीर्ण लाइनविड्थ लेज़रों के प्रकार

बाहरी गुहा के साथ वितरित प्रतिक्रिया (DFB) लेजर

लाइनविड्थ को कम करने के लिए मानक DFB लेज़रों को बाहरी गुहाओं या प्रतिक्रिया तत्वों के साथ एकीकृत किया गया है।

टेलीकॉम और सेंसिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त मध्यम लाइनविड्थ संकीर्णता की आवश्यकता है।

बाहरी गुहा डायोड लेजर (ईसीडीएल)

एक बाहरी विवर्तन झंझरी या अन्य तरंग दैर्ध्य-चयनात्मक तत्व के लिए एक डायोड लेजर चिप का उपयोग करें।

KHZ में उप-KHz रेंज में लाइनविथ प्राप्त करें।

स्पेक्ट्रोस्कोपी और परमाणु भौतिकी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

अल्ट्रा संकीर्ण लाइनविड्थ के साथ फाइबर लेजर

अत्यधिक चिंतनशील फाइबर ब्रैग ग्रैग्स (एफबीजी) के साथ लंबे फाइबर गुहाओं का उपयोग करें।

अच्छी बीम गुणवत्ता के साथ संकीर्ण लाइनविड्थ और उच्च शक्ति प्रदान करें।

लिडार और सेंसिंग में लोकप्रिय।

एकल-आवृत्ति ठोस-राज्य लेजर

उदाहरणों में एनडी शामिल हैं: YAG लेजर एटलॉन या ग्रेटिंग फ्रीक्वेंसी स्टेबिलाइजेशन।

उच्च शक्ति और स्थिरता के साथ अल्ट्रा-नैरो लाइनविड्स (नीचे Hz या उप-HZ के लिए) प्रदान करें।

मेट्रोलॉजी और सटीक माप में उपयोग किया जाता है।

वितरित ब्रैग रिफ्लेक्टर (डीबीआर) लेजर

DFB के समान लेकिन लाभ के माध्यम से एक असतत ब्रैग रिफ्लेक्टर बाहरी।

संचार और संवेदन के लिए उपयुक्त संकीर्ण लाइनविड्थ।

माइक्रोरेसोनेटर-आधारित संकीर्ण लाइनविड्थ लेजर

आवृत्ति-चयनात्मक प्रतिक्रिया तत्वों के रूप में व्हिस्परिंग गैलरी मोड रेज़ोनेटर या माइक्रो-रिंग रेज़ोनेटर का उपयोग करें।

कॉम्पैक्ट, अल्ट्रा-स्थिर स्रोतों के लिए उभरती हुई तकनीक।

लाइनविड्थ संकीर्ण तकनीकों के साथ क्वांटम कैस्केड लेजर (क्यूसीएल)

मध्य-अवरक्त अल्ट्रा-नैरो लाइनविड्थ ऑपरेशन के लिए, बाहरी स्थिरीकरण विधियों के साथ QCLs।

काम के सिद्धांत

स्पेक्ट्रल लाइनविड्थ निर्धारण:

एक लेजर का लाइनविड्थ द्वारा निर्धारित किया जाता हैचरण शोर, गुहा की लंबाई, मध्यम गुण प्राप्त करें, औरप्रतिक्रिया तंत्र.

अल्ट्रा संकीर्ण लाइनविड्थ लेजर फोटॉन जीवनकाल बढ़ाने और चरण में उतार-चढ़ाव को कम करने के लिए विस्तारित गुहाओं या उच्च-क्यू गुंजयमानियों का उपयोग करते हैं।

बाहरी आवृत्ति-चयनात्मक प्रतिक्रिया:

विवर्तन झंझरी, etalons, या फाइबर ब्रैग ग्रैग्स जैसे तत्व संकीर्ण वर्णक्रमीय फ़िल्टरिंग प्रदान करते हैं।

यह प्रतिक्रिया एक एकल अनुदैर्ध्य मोड पर लेसिंग को मजबूर करके उत्सर्जन स्पेक्ट्रम को संलग्न करती है।

सक्रिय और निष्क्रिय स्थिरीकरण:

सक्रिय स्थिरीकरणआवृत्ति को लॉक करने के लिए पीजोइलेक्ट्रिक तत्वों, तापमान नियंत्रण, या वर्तमान ट्यूनिंग का उपयोग करके प्रतिक्रिया नियंत्रण शामिल है।

निष्क्रिय स्थिरीकरणआवृत्ति शोर को दबाने के लिए अल्ट्रा-स्थिर गुहाओं या गुंजयमानों का उपयोग करता है।

शोर स्रोतों की कमी:

डिज़ाइन सहज उत्सर्जन शोर, थर्मल उतार -चढ़ाव और यांत्रिक कंपन को कम करता है, जो लाइनविड्थ चौड़ीकरण में योगदान करते हैं।

सुसंगत आउटपुट:

आउटपुट बीम में उच्च अस्थायी सुसंगतता और एक अच्छी तरह से परिभाषित आवृत्ति है, जो इसे संवेदनशील हस्तक्षेप माप के लिए आदर्श बनाता है।

कार्य

उच्च सुसंगत प्रकाश स्रोत:बेहद स्थिर आवृत्ति और चरण के साथ लेजर प्रकाश प्रदान करता है।

आवृत्ति स्थिरता:लंबी अवधि और पर्यावरणीय विविधताओं पर सटीक तरंग दैर्ध्य बनाए रखता है।

एकल अनुदैर्ध्य मोड ऑपरेशन:न्यूनतम मोड hopping के साथ एकल आवृत्ति पर लेजर आउटपुट का उत्पादन करता है।

कम चरण शोर:सटीक समय और आवृत्ति संदर्भ की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक।

उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्पेक्ट्रोस्कोपी को सक्षम करता है:परमाणु, आणविक और ऑप्टिकल अध्ययनों में ठीक वर्णक्रमीय सुविधाओं को हल करता है।

सुसंगत संचार का समर्थन करता है:स्थिर वाहक की आवश्यकता वाले उन्नत मॉड्यूलेशन प्रारूपों की अनुमति देता है।

आवृत्ति कॉम्ब्स और मेट्रोलॉजी के लिए आधार:अल्ट्रा-नैरो लाइनविड्थ ऑप्टिकल घड़ियों और सटीक माप के लिए महत्वपूर्ण है।

अनुप्रयोग

उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्पेक्ट्रोस्कोपी

अल्ट्रा-उच्च परिशुद्धता के साथ परमाणु और आणविक संक्रमणों की जांच करने के लिए उपयोग किया जाता है।

ऊर्जा के स्तर में छोटी बदलाव का पता लगाने में सक्षम बनाता है।

ऑप्टिकल परमाणु घड़ियों और आवृत्ति मानकों

अगली पीढ़ी के टाइमकीपिंग और मेट्रोलॉजी के लिए स्थिर ऑप्टिकल संदर्भ प्रदान करता है।

सुसंगत ऑप्टिकल संचार

स्थिर वाहक आवृत्तियों प्रदान करके सुसंगत मॉड्यूलेशन प्रारूपों (QPSK, 16- qam) का समर्थन करता है।

लॉन्ग-हॉल हाई-कैपेसिटी डेटा ट्रांसमिशन को सक्षम करता है।

लिडार और दूरस्थ संवेदी

संकीर्ण लाइनविड्थ, कम चरण शोर लेज़रों के साथ रेंज रिज़ॉल्यूशन और सटीकता में सुधार करता है।

वायुमंडलीय संवेदन, स्वायत्त वाहनों और मानचित्रण में उपयोग किया जाता है।

इंटरफेरोमेट्रिक संवेदन और मेट्रोलॉजी

फाइबर ऑप्टिक गायरोस्कोप, गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टरों (जैसे लिगो), और सटीक लंबाई माप के लिए महत्वपूर्ण।

क्वांटम ऑप्टिक्स और क्वांटम सूचना

क्वांटम संचार और कंप्यूटिंग के लिए फोटॉन राज्यों के सटीक नियंत्रण को सक्षम करता है।

माइक्रोवेव फोटोनिक्स

कम चरण शोर के साथ माइक्रोवेव या आरएफ संकेतों में अल्ट्रा-स्थिर ऑप्टिकल संकेतों का रूपांतरण।

लेजर कूलिंग और ट्रैपिंग

भौतिकी प्रयोगों में परमाणु और आयनों को ठंडा करने के लिए स्थिर आवृत्तियों प्रदान करता है।

सार तालिका