Cad is léasair snáithín ann?

Sainmhíniú: Léasair a úsáideann snáithín dópáilte mar mheán gnóthachain, nó léasair a bhfuil an athshonadóir léasair comhdhéanta den chuid is mó de shnáithín.

Tagraíonn léasair snáithíní de ghnáth do léasair a úsáideann snáithín mar mheán gnóthachain, cé gur féidir léasair snáithíní (nó léasair optúla leathsheoltóra) a thabhairt ar roinnt léasair a úsáideann meáin ghnóthachain leathsheoltóra (aimplitheoirí optúla leathsheoltóra) agus athshondraithe snáithíní freisin. Ina theannta sin, tugtar léasair snáithíní (nó córais léasair snáithíní) ar roinnt cineálacha eile léasair (mar shampla dé-óid leathsheoltóra atá cúpláilte le snáithíní) agus aimplitheoirí snáithíní.

I bhformhór na gcásanna, is é an meán gnóthachain ná snáithín ian-dhópáilte cré, mar shampla erbium (Er3+), ytterbium (Yb3+), tóiriam (Tm3+), nó praseodimiam (Pr3+), agus tá gá le dé-óid léasair amháin nó níos mó atá cúpláilte le snáithín. le haghaidh caidéalaithe. Cé go bhfuil meán gnóthachain léasair snáithíní cosúil leis an meán léasair mórchóir soladach-stáit, mar thoradh ar an éifeacht tonntreoraithe agus achar mód éifeachtach beag Léasair a bhfuil airíonna éagsúla. Mar shampla, de ghnáth bíonn gnóthachan léasair ard acu agus caillteanais ard cuas athshondóra. Féach ar na hiontrálacha léasair snáithín agus léasair mórchóir.

Fíor 1

Athshonator léasair snáithín

Chun athshonator léasair a fháil ag baint úsáide as snáithín optúil, is féidir roinnt frithchaiteoirí a úsáid chun athshonadóir líneach a fhoirmiú, nó chun léasair fáinne snáithíní a chruthú. Is féidir cineálacha éagsúla frithchaiteoirí a úsáid i athshonadóir léasair optúil líneach:

Fíor 2

1. I socruithe saotharlainne, is féidir gnáth-scátháin déchroic a úsáid ag foircinn snáithíní ingearacha scoilte, mar a thaispeántar i bhFíor 1. Mar sin féin, ní féidir an réiteach seo a úsáid i dtáirgeadh ar scála mór agus níl sé marthanach.

2. Is leor an machnamh Fresnel ag deireadh snáithín lom chun fónamh mar chúplóir aschuir le haghaidh léasair snáithín. Léiríonn Fíor 2 sampla.

3. Is féidir bratuithe tréleictreacha a thaisceadh go díreach ar na foircinn snáithíní freisin, de ghnáth trí ghalú. Is féidir le bratuithe den sórt sin frithchaiteacht ard a bhaint amach thar raon leathan.

4. I dtáirgí tráchtála, úsáidtear grátálacha Bragg snáithíní de ghnáth, ar féidir iad a ullmhú go díreach ó shnáithíní dópáilte nó trí snáithíní neamhdhópáilte a splicing go snáithíní gníomhacha. Taispeánann Figiúr 3 léasair frithchaiteora Bragg dáilte (léasair DBR), ina bhfuil dhá ghrádú snáithíní. Tá léasair aiseolais dáilte ann freisin le gríl sa snáithín dópáilte agus athrú céime eatarthu.

5. Má dhéantar an solas a astaítear ón snáithín a imbhualadh le lionsa agus a fhrithchaitear ar ais ag scáthán déchroic, is féidir láimhseáil cumhachta níos fearr a bhaint amach. Beidh déine laghdaithe go mór ag an solas a fhaigheann an scáthán mar gheall ar an limistéar bhíoma níos mó. Mar sin féin, féadann mí-ailínithe beaga caillteanais shuntasacha machnaimh a chur faoi deara, agus is féidir le frithghníomhartha breise Fresnel ag na gnéithe deiridh snáithíní éifeachtaí scagaire a tháirgeadh. Is féidir an dara ceann a chur faoi chois trí úsáid a bhaint as foircinn snáithíní scoilte dronuilleach, ach tugann sé seo isteach caillteanais atá ag brath ar thonnfhad.

6. Is féidir freisin frithchaiteoir lúb optúil a fhoirmiú ag baint úsáide as cúplóir snáithíní agus snáithíní éighníomhacha.

Déantar an chuid is mó de na léasair optúla a phumpáil ag léasair leathsheoltóra amháin nó níos mó atá cúpláilte le snáithíní. Déantar an solas caidéil a chomhcheangal go díreach isteach sa chroíshnáithín nó ar ardchumhacht isteach sa chumhdach caidéil (féach snáithíní clúdaithe dúbailte), a phléifear go mion thíos.

Tá go leor cineálacha léasair snáithíní ann, agus déantar cur síos ar roinnt acu thíos.

Tá go leor cineálacha léasair snáithíní ann, agus déantar cur síos ar roinnt acu thíos.

Léasair snáithíní ard-chumhachta

Ar dtús, ní raibh léasair snáithíní in ann ach cumhachtaí aschuir de chúpla milliwatts a bhaint amach. Sa lá atá inniu ann, is féidir le léasair snáithíní ard-chumhachta cumhachtaí aschuir de roinnt céad vata a bhaint amach, agus uaireanta fiú roinnt cileavata ó shnáithíní aon-mhód. Baintear é seo amach tríd an gcóimheas gné agus na héifeachtaí tonntreoraithe a mhéadú, rud a sheachnaíonn éifeachtaí teirmea-optúla.

Féach an iontráil Léasair snáithíní ardchumhachta agus aimplitheoirí le haghaidh tuilleadh sonraí.

Léasair snáithíní upconversion

Tá léasair snáithíní oiriúnach go háirithe chun léasair comhshó a bhaint amach, a fheidhmíonn de ghnáth ar aistrithe léasair sách annamh agus a éilíonn déine caidéil an-ard. I léasair snáithíní, is féidir déine caidéil ard a choinneáil ar feadh achair fhada, ionas go mbainfear amach an éifeachtúlacht ghnóthachain a fhaightear go héasca le haghaidh aistrithe le gnóthachan an-íseal.

I bhformhór na gcásanna, níl snáithíní shilice oiriúnach do léasair snáithíní upconversion, toisc go n-éilíonn an mheicníocht upconversion saolré stáit idirmheánach fada sa leibhéal fuinnimh leictreonach, atá de ghnáth an-bheag i snáithíní shilice mar gheall ar an bhfuinneamh ardfhóin (féach aistrithe multiphoton). Dá bhrí sin, úsáidtear roinnt snáithíní fluairíd miotail throma de ghnáth, mar shampla ZBLAN (a fluorozirconate) le fuinneamh íseal fónóin.

Is iad na léasair snáithíní upconversion is coitianta a úsáidtear snáithíní tóiriam-dhópáilte le haghaidh solas gorm, léasair dópáilte praseodimium (uaireanta le ytterbium) le haghaidh dearg, oráiste, glas nó gorm, agus léasair dópáilte eirbiam do tríóid.

Léasair snáithíní caol-líne

Ní fhéadfaidh léasair snáithíní oibriú ach i modh fadaimseartha amháin (féach léasair aon-minicíochta, oibríocht aonmhód) le líneáil an-chúng de chúpla cilehertz nó fiú níos lú ná 1 kHz. Le haghaidh oibríocht aon-minicíochta cobhsaí fadtéarmach, agus gan ceanglais bhreise tar éis cobhsaíocht teochta a bhreithniú, ba cheart go mbeadh an cuas léasair gearr (m.sh., 5 cm), cé go bhfuil an cuas níos faide, i bprionsabal, is ísle an torann céim agus is cúinge an. líneathrúth. Tá gríl Bragg snáithín caolbhanda sa deireadh snáithín (féach léasair frithchaiteora Bragg dáilte, léasair snáithín DBR) chun modh cuas a roghnú. De ghnáth bíonn an chumhacht aschuir ó chúpla milleavata go dtí na mílte milleavata, agus tá léasair snáithíní aon-minicíochta le cumhachtaí aschuir suas le 1 W ar fáil freisin.

Foirm mhór is ea an léasair aiseolais dáilte (léasair DFB), ina bhfuil an cuas léasair iomlán laistigh de ghríl Bragg snáithíneach agus aistrítear céime eatarthu. Anseo tá an cuas sách gearr, rud a íobairt an chumhacht aschuir agus an líneáil, ach tá oibríocht aon-minicíochta an-chobhsaí.

Is féidir aimplitheoirí snáithíní a úsáid freisin chun cumhachtaí níos airde a mhéadú tuilleadh.

Léasair snáithíní Q-lasctha

Is féidir le léasair snáithíní bíoga a ghiniúint a bhfuil faid acu idir na deicheanna agus na céadta nanascoicindí, ag baint úsáide as lasca Q gníomhacha nó éighníomhacha éagsúla. Is féidir le fuinneamh Pulse cúpla millijoule a bhaint amach le snáithíní limistéar mód mór, agus i gcásanna tromchúiseacha is féidir teacht ar na mílte millijoule, teoranta ag an fuinneamh saturation (fiú le snáithíní limistéar mód mór) agus an tairseach damáiste (níos suntasaí le haghaidh bíoga níos giorra). Tá gach feiste snáithíní (seachas snáthoptaice saor-spáis) teoranta i bhfuinneamh cuisle, toisc nach féidir leo snáithíní achar mód mór a chur i bhfeidhm de ghnáth agus aistriú Q éifeachtach.

Mar gheall ar an ngnóthachan léasair ard, tá an t-athrú Q i léasair snáithíní an-difriúil ó nádúr leis an mórchóir léasair agus tá sé níos casta. De ghnáth bíonn spikes iolracha sa réimse ama, agus is féidir freisin bíoga Q-aistrithe a tháirgeadh le fad níos lú ná an t-am turais bhabhta athshondóra.

Úsáideann léasair snáithíní módghlasáilte athshonadóirí níos casta (léasair snáithíní ultraghearr) chun bíoga picosecond nó femtosecond a tháirgeadh. Anseo, tá modulator gníomhach nó roinnt maolaitheoirí sáithithe san athshonadóir léasair. Is féidir ionsúirí sáithithe a bhaint amach trí éifeachtaí uainíochta polaraithe neamhlíneacha nó trí scáthán lúb snáithíní neamhlíneach a úsáid. Is féidir scátháin lúb neamhlíneacha a úsáid, mar shampla, sa "léasair figiúr-na-ocht" i bhFíor 8, áit a bhfuil príomh-athshonadóir agus fáinne neamhlíneach snáithíneach ar an taobh clé chun na bíoga ultrashort turas cruinn a aimpliú, a mhúnlú agus a chobhsú. Go háirithe i glasáil modh armónach, tá gá le feistí breise, mar shampla subcavities a úsáidtear mar scagairí optúla.