I bhforbairt léasair caol líneála go dtí an lá atá inniu ann, tá éabhlóid meicníochtaí aiseolais léasair comhchiallach le forbairt struchtúir athshondóra léasair. Anseo thíos, tugtar isteach cumraíochtaí éagsúla de theicneolaíochtaí léasair líneála caola in ord éabhlóid athshondálaithe léasair.
Is féidir léasair aon-cuasáin aonair a roinnt go struchtúrach i gcuas líneach agus cuais fáinne, agus de réir fad cuas, i struchtúir ghearrchuais agus fadchuais. Tá spásáil mhór mhodha fadaimseartha ag léasair gearr-chuais, rud atá níos buntáistí chun oibriú modh fadaimseartha aonair (SLM) a bhaint amach, ach bíonn siad ag fulaingt ó líneáil chuas intreach leathan agus deacracht maidir le torann a shochtadh. Léiríonn struchtúir chuas fada tréithe cúnga líneála go bunúsach agus ceadaíonn siad feistí optúla éagsúla a chomhtháthú le cumraíochtaí solúbtha; Mar sin féin, is é an dúshlán teicniúil atá rompu ná oibriú SLM a bhaint amach mar gheall ar an spásáil ró-bheag ar mhodhanna fada.
Mar chumraíocht clasaiceach de phríomhchuas léasair, tá buntáistí ag baint leis an gcuas líneach ar nós struchtúr simplí, ardéifeachtúlachta, agus ionramháil éasca. Go stairiúil, gineadh an chéad bhíoma léasair fíor ag baint úsáide as struchtúr cuas líneach F-P. Le dul chun cinn ina dhiaidh sin san eolaíocht agus sa teicneolaíocht, tá an struchtúr FP glactha go forleathan i léasair leathsheoltóra, léasair snáithíní, agus léasair soladach-stáit.
Is modhnú ar an gcuas líneach clasaiceach é an cuas fáinne, rud a sháraíonn an míbhuntáiste spásúil dóite poll de chuas líneach trí thonnta taistil a chur in ionad réimsí tonn sheasta chun aimpliú timthriallach ar chomharthaí optúla a bhaint amach. Arna thiomáint ag forbairt feistí snáthoptaice, tá aird fhairsing tugtha ag léasair snáithíní le struchtúir solúbtha uile-snáithíneacha agus tá siad ar an gcatagóir léasair is mó fáis le fiche bliain anuas.
Léiríonn léasair oscillator fáinne neamhphlánacha (NPRO) cumraíocht speisialta léasair tonnta taistil. De ghnáth, is éard atá i bpríomhchuas léasair den sórt sin ná criostail monolithic, a rialaíonn staid polaraithe an léasair trí mhachnamh aghaidh deiridh criostail agus réimse maighnéadach seachtrach chun oibriú léasair aontreoch a bhaint amach. Laghdaíonn an dearadh seo go mór ualach teirmeach an athshondóra léasair, seachadann sé cobhsaíocht eisceachtúil i dtonnfhad agus cumhacht, agus tá tréithe cúnga líneála ann.
Arna shrianadh ag fachtóirí cosúil le fad cuas ró-ghearr agus caillteanas intreach ard, fulaingíonn cumraíochtaí léasair aonchuas cuas líneach F-P bunaithe ar aiseolas laistigh den chuas ó am teoranta idirghníomhaíochta fótóin agus deacracht le fáil réidh le hastuithe spontáineacha ón meán gnóthachain. Chun aghaidh a thabhairt ar an tsaincheist seo, mhol na taighdeoirí cumraíocht aonair aiseolais chuas seachtrach. Feidhmíonn an chuas seachtrach an t-am idirghníomhaíochta fótóin a fhadú agus fótóin scagtha a bheathú ar ais isteach sa phríomhchuas, agus ar an gcaoi sin feidhmíocht léasair a bharrfheabhsú agus an líneáil a chomhbhrú. Úsáideann struchtúir chuais sheachtracha luatha bunaithe ar optaic spásúlachta, mar na cumraíochtaí Littrow agus Littman, cumas scaipthe speictreach na ngrádanna chun comharthaí léasair íonaithe a ath-instealladh isteach sa phríomhchuas léasair, ag tarraingt go minic ar an bpríomhchuas chun comhbhrú líneála a bhaint amach. Leathnaíodh an struchtúr cuas seachtrach aonair seo níos déanaí chuig léasair snáithíní agus léasair leathsheoltóra.
Is é an dúshlán teicniúil a bhaineann le cumraíochtaí léasair aiseolais cuais sheachtraigh aonair ná meaitseáil chéimeanna idir an chuas seachtrach agus an príomhchuas. Tá sé léirithe ag staidéir go bhfuil céim spásúil an chomhartha aiseolais cuais sheachtraigh ríthábhachtach chun tairseach léasair, minicíocht, agus cumhacht aschuir choibhneasta a chinneadh, agus tá modhanna fadaimseartha léasair an-íogair do dhéine agus do chéim an chomhartha aiseolais.
Cumraíocht Léasair DBR
Chun cobhsaíocht na gcóras léasair a fheabhsú agus feistí roghnacha tonnfhad a chomhtháthú sa phríomh-struchtúr cuas, forbraíodh cumraíocht DBR. Deartha bunaithe ar an athshonator F-P, cuirtear struchtúir Bragg éighníomhacha tréimhsiúla in ionad an athshonator DBR scátháin an struchtúir FP chun aiseolas optúil a sholáthar. Mar gheall ar éifeacht scagtha cíor tréimhsiúil struchtúr Bragg ar mhodhanna trasnaíochta léasair, tá tréithe scagtha ag an bpríomhchuas DBR. In éineacht leis an spásáil mhód fadaimseartha a thugann an struchtúr gearr-chuais, baintear amach oibriú SLM go héasca. Cé gur dearadh struchtúr tréimhsiúil Bragg ar dtús le haghaidh roghnú tonnfhad amháin, ó thaobh struchtúir chuas de, léiríonn sé freisin éabhlóid an struchtúir aonchuas le líon méadaithe dromchlaí aiseolais.
Arna aicmiú de réir meán gnóthachain, cuimsíonn léasair DBR léasair leathsheoltóra agus léasair snáithíní. Tá buntáiste nádúrtha ag léasair leathsheoltóra i gcomhoiriúnacht déantúsaíochta le hábhair leathsheoltóra agus teicneolaíochtaí próiseála micrea-nana. Is féidir go leor próisis déantúsaíochta leathsheoltóra, mar shampla epitaxy tánaisteach, sil-leagan ceimiceach gaile, fótailiteagrafaíocht chéim, nana-phriontáil, eitseáil bhíoma leictreon, agus eitseáil ian, a chur i bhfeidhm go díreach ar thaighde agus déantúsaíocht léasair leathsheoltóra.
Tháinig léasair snáithíní DBR chun cinn níos déanaí ná léasair leathsheoltóra DBR, go príomha teoranta ag forbairt próiseála tonn-treoraithe snáithíní agus teicneolaíochtaí ildhópála ard-tiúchana. Faoi láthair, cuimsíonn teicnící coitianta monaraithe tonntreoraithe snáithíní cumhdach céime locht ocsaigine agus próiseáil léasair femtosecond, agus cuimsíonn teicneolaíochtaí dópála snáithíní ard-tiúchana deascadh gaile modhnaithe ceimiceach (MCVD) agus taisceadh gaile ceimiceach plasma dromchla (SCVD).
Struchtúr athshondóra eile atá bunaithe ar ghrátálacha Bragg is ea an chumraíocht DFB. Comhtháthaíonn príomhchuas léasair DFB struchtúr Bragg leis an réigiún gníomhach agus tugtar isteach réigiún aistrithe céim ag lár an struchtúir le haghaidh roghnú tonnfhad. Mar a léirítear i bhFíor 3(b), tá leibhéal níos airde comhtháthú agus aontacht struchtúrach ag baint leis an gcumraíocht seo, agus maolaíonn sé saincheisteanna cosúil le diansruth tonnfhad agus léim mód i struchtúir DBR, rud a fhágann gurb é an chumraíocht léasair is cobhsaí agus is praiticiúla faoi láthair.
Is é an dúshlán teicniúil a bhaineann le léasair DFB ná struchtúir ghrátála a dhéanamh. Tá dhá phríomh-mhodh ann le haghaidh déantús grátála i léasair leathsheoltóra DBR: epitaxy tánaisteach agus eitseáil dromchla. Aiseolas gríl athfhásta (RGF)-Fostaíonn léasair leathsheoltóra DFB epitaxy tánaisteach agus fótailiteagrafaíocht chun sraith de ghrátálacha íseal-athraonta-innéacs a fhás sa réigiún gníomhach. Caomhnaíonn an modh seo an struchtúr ciseal gníomhach le caillteanas íseal, ag éascú monarú athshondálaithe ard-Q. Grátáil dromchla (SG)-Is éard atá i gceist le léasair leathsheoltóra DFB ciseal gráta a eitseáil go díreach ar dhromchla an réigiúin ghníomhach. Tá an cur chuige seo níos casta, a éilíonn coigeartú beacht de réir ábhar an réigiúin ghníomhach agus na hiain dópála, agus taispeánann sé caillteanas níos airde, ach cuireann sé srianadh optúil níos láidre agus cumas níos airde faoi chois mód.
Cosúil le léasair snáithíní DBR, tá léasair snáithíní DFB ag brath ar dhul chun cinn i bpróiseáil tonn-treoraithe snáithíní agus i dteicneolaíochtaí snáithíní dópáilte ard-tiúchan. I gcomparáid le léasair snáithíní DBR, tá dúshláin níos mó ag baint le léasair snáithíní DFB maidir le déantús gráta mar gheall ar shaintréithe ionsú tonnfhad na n-ian tearc-chré.
Tá teorainn ama idirghníomhaíochta fótóin laistigh den chuas ag léasair príomhchuais ghearr-chuas cosúil le DFB agus DBR, rud a fhágann go bhfuil comhbhrú domhain líneála deacair. Chun an líneáil a chomhbhrú tuilleadh agus torann a shochtadh, is minic a chomhcheanglaítear cumraíochtaí gearrchuasachta den sórt sin le struchtúir chuas seachtrach chun feidhmíocht a bharrfheabhsú. I measc na struchtúr cuas seachtrach coitianta tá cuais seachtracha spásúla, cuais shnáithíneacha seachtracha, agus cuais sheachtracha waveguide. Sular forbraíodh feistí snáthoptaice agus struchtúir tonn-treoraithe, bhí cuasanna seachtracha comhdhéanta den chuid is mó de optaic spásúil in éineacht le comhpháirteanna optúla scoite. Ina measc seo, glacann struchtúir aiseolais spásúlachta cuasáin sheachtraigh-bhunaithe go príomha na dearaí Littrow agus Littman, arb é atá iontu de ghnáth cuas gnóthachan léasair, lionsaí cúplála, agus gríl díraonta. Cumasaíonn an gríl, mar an eilimint aiseolais, tiúnadh tonnfhad, roghnú modha, agus comhbhrú líne athrú.
Ina theannta sin, is féidir le struchtúir aiseolais spásúlachta cuasáin sheachtracha raon gléasanna scagtha optúla a ionchorprú, mar eadóin F-P, scagairí tunable fuaimiúla snáthoptaice/leictrea-optaice, agus idirfhearais. Tá cumais roghnúcháin modha ag na gléasanna scagtha seo agus féadann siad grátálacha a athsholáthar; éiríonn níos fearr fós le grátálacha frithchaiteacha áirithe de chuid ard-Q F-P maidir le caolú speictreach agus comhbhrú líneála.
Le dul chun cinn na teicneolaíochta gléas snáthoptaice, is straitéis éifeachtach é chun cobhsaíocht an chórais léasair a fheabhsú trí thonntreoraithe snáithíní atá an-chomhtháite agus láidir a chur in ionad struchtúir optúla spásúla. De ghnáth déantar cavities seachtracha snáithíní a thógáil trí fheistí snáithíní splicing chun struchtúr uile-snáithín a fhoirmiú, a thairgeann comhtháthú ard, éascaíocht cothabhála, agus díolúine láidir ar chur isteach. Is féidir le struchtúir aiseolais snáithíní cuas seachtrach a bheith ina aiseolas lúb snáithín simplí, nó athshonadóirí uile-snáithíneacha, FBGanna, cuasáin FP snáithíní, agus athshonadóirí WGM.
Tá aird fhorleathan tarraingthe aird fhorleathan ar léasair caollíneacha le struchtúir aiseolais chuasachta sheachtracha tonntreoraithe mar gheall ar a méid pacáiste níos lú agus feidhmíocht níos cobhsaí. Go bunúsach, leanann aiseolas cuas seachtrach waveguide na prionsabail theicniúla céanna le haiseolas cuas seachtrach snáithíneach, ach cuireann éagsúlacht na n-ábhar leathsheoltóra agus na dteicneolaíochtaí próiseála micrea-nana ar chumas córais léasair níos dlúithe agus níos cobhsaí, ag cur le praiticiúlacht aiseolas cuas seachtrach waveguide léasair caola líneála. I measc na n-ábhar léasair leathsheoltóra a úsáidtear go coitianta tá comhdhúile Si, Si₃N₄, agus III-V.
Is ailtireacht léasair aiseolais speisialta é cumraíocht léasair ascalaithe optoelectronic, áit a bhfuil an comhartha aiseolais de ghnáth mar chomhartha leictreach nó aiseolas optoelectronic comhuaineach. Ba é an teicneolaíocht aiseolais optoelectronic is luaithe a cuireadh i bhfeidhm ar léasair ná an teicníc cobhsaithe minicíochta PDH, a úsáideann aiseolas diúltach leictreach chun fad na cuas a choigeartú agus an minicíocht léasair a ghlasáil chuig speictream tagartha, mar mhodhanna ard-Q athshondóra agus línte ionsú fuar-adamh. Tríd an tiúnadh aiseolais diúltach, is féidir leis an athshonator léasair staid oibriúcháin an léasair a mheaitseáil i bhfíor-am, ag laghdú éagobhsaíocht minicíochta go dtí an t-ordú 10⁻¹⁷. Mar sin féin, tá teorainneacha suntasacha ag baint le haiseolas leictreach, lena n-áirítear luas freagartha mall agus córais servo ró-chasta a bhaineann le ciorcadóireacht fhairsing. Mar thoradh ar na fachtóirí seo tá deacracht theicniúil ard, cruinneas rialaithe déine, agus costais arda do chórais léasair. Ina theannta sin, cuireann spleáchas láidir an chórais ar fhoinsí tagartha an tonnfhad léasair go docht le pointí minicíochta sonracha, rud a chuireann srian breise ar a infheidhmeacht phraiticiúil.
Cóipcheart @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd - Modúil Fiber snáthoptaice tSín, Déantóirí Léasair Cúpláilte Snáithín, Soláthraithe Comhpháirteanna Léasair Gach ceart ar cosaint.
