Entwécklung a Maartstatus vum ofstëmmenden Laser Deel zwee

Entwécklung a Maartstatus vum ofstëmmenbare Laser (zweeten Deel)

Aarbechtsprinzip vunofstëmmenden Laser

Et ginn ongeféier dräi Prinzipien fir d'Astellung vun der Laserwellenlängt z'erreechen.ofstëmmenbar Laserenbenotzen Aarbechtsstoffer mat breede fluoreszente Linnen. D'Resonatoren, aus deenen de Laser besteet, hunn nëmmen iwwer e ganz schmuele Wellelängteberäich ganz niddreg Verloschter. Dofir ass déi éischt Ännerung vun der Wellelängt vum Laser andeems d'Wellelängt, déi dem Beräich mat niddrege Verloschter vum Resonator entsprécht, duerch e puer Elementer (wéi e Gitter) geännert gëtt. Déi zweet Ännerung ass den Energieniveau vum Laseriwwergang andeems e puer extern Parameteren (wéi Magnéitfeld, Temperatur, etc.) geännert ginn. Déi drëtt Ännerung ass d'Benotzung vun netlinearen Effekter fir Wellelängtentransformatioun an Ofstëmmung z'erreechen (kuckt netlinear Optik, stimuléiert Raman-Streuung, optesch Frequenzverdueblung, optesch parametresch Oszillatioun). Typesch Laser, déi zum éischten Ofstëmmungsmodus gehéieren, sinn Faarflaser, Chrysoberyllaser, Faarfzentrumlaser, ofstëmmend Héichdrockgaslaser an ofstëmmend Excimerlaser.

Aus der Perspektiv vun der Realiséierungstechnologie gëtt en ofstëmmenden Laser haaptsächlech an déi folgend Beräicher opgedeelt: aktuell Kontrolltechnologie, Temperaturkontrolltechnologie a mechanesch Kontrolltechnologie.
Dorënner ass d'elektronesch Kontrolltechnologie fir d'Wellenlängt-Astellung z'erreechen andeems den Injektiounsstroum geännert gëtt, mat enger Ofstëmmungsgeschwindegkeet op NS-Niveau, breeder Ofstëmmungsbandbreet, awer enger klenger Ausgangsleistung, baséiert op der elektronescher Kontrolltechnologie haaptsächlech SG-DBR (Sampling Grating DBR) a GCSR Laser (Auxiliary Grating Directional Coupling Backward-Sampling Reflexion). D'Temperaturkontrolltechnologie ännert d'Ausgangswellenlängt vum Laser andeems de Breechungsindex vun der aktiver Laserregioun geännert gëtt. D'Technologie ass einfach, awer lues, a kann mat enger schmueler Bandbreet vun nëmmen e puer nm ugepasst ginn. Déi Haaptgrondlagen, déi op der Temperaturkontrolltechnologie baséieren, sinn...DFB-Laser(verdeelt Feedback) an DBR-Laser (verdeelt Bragg-Reflexioun). Déi mechanesch Steierung baséiert haaptsächlech op der MEMS-Technologie (Mikro-Electro-Mechaniksystem) fir d'Auswiel vun der Wellelängt ofzeschléissen, mat grousser justierbarer Bandbreet an héijer Ausgangsleistung. Déi Haaptstrukturen, déi op der mechanescher Steierungstechnologie baséieren, sinn DFB (verdeelt Feedback), ECL (External Cavity Laser) a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser). Aus dësen Aspekter gëtt de Prinzip vun den ofstëmmenden Laseren erkläert.

Applikatioun fir optesch Kommunikatioun

En ofstëmmenden Laser ass e wichtegen optoelektroneschen Apparat an enger neier Generatioun vu Multiplexsystemer mat dichter Wellelängtdivisioun a Photonenaustausch an engem voll optesche Netzwierk. Seng Uwendung erhéicht d'Kapazitéit, d'Flexibilitéit an d'Skalierbarkeet vum Glasfasertransmissiounssystem däitlech a erméiglecht eng kontinuéierlech oder quasi-kontinuéierlech Ofstëmmung an engem breede Wellelängteberäich.
Firmen a Fuerschungsinstituter weltwäit fërderen aktiv d'Fuerschung an d'Entwécklung vun ofstëmmenden Laseren, an et gëtt stänneg nei Fortschrëtter an dësem Beräich gemaach. D'Leeschtung vun ofstëmmenden Laseren gëtt stänneg verbessert an d'Käschte gi stänneg reduzéiert. Aktuell ginn ofstëmmend Laseren haaptsächlech an zwou Kategorien agedeelt: ofstëmmend Hallefleederlaseren an ofstëmmend Faserlaseren.
Hallefleiterlaserass eng wichteg Liichtquell an optesche Kommunikatiounssystemer, déi d'Charakteristike vu klenger Gréisst, liichtem Gewiicht, héijer Konversiounseffizienz, Energiespuerend, etc. huet, an einfach eng Single-Chip optoelektronesch Integratioun mat aneren Apparater z'erreechen ass. Et kann an ofstëmmenden verdeelte Feedbacklaser, verdeelte Bragg-Spigellaser, vertikale Kavitéits-Uewerflächenemittéierende Laser vum Mikromotorsystem an externen Kavitéits-Hallefleederlaser opgedeelt ginn.
D'Entwécklung vum ofstëmmenbare Faserlaser als Verstärkungsmedium an d'Entwécklung vun der Hallefleederlaserdiod als Pompelquell hunn d'Entwécklung vu Faserlaser staark gefördert. Den ofstëmmenbare Laser baséiert op der 80nm Verstärkungsbandbreet vun der dotierter Faser, an e Filterelement gëtt an d'Schleif bäigefüügt fir d'Laserwellenlängt ze kontrolléieren an d'Wellenlängtenofstëmmung ze realiséieren.
D'Entwécklung vun ofstëmmenden Hallefleiterlaser ass weltwäit ganz aktiv, an de Fortschrëtt ass och ganz séier. Well ofstëmmenden Laser a punkto Käschten a Leeschtung ëmmer méi de Laser mat fester Wellelängt erreechen, wäerte se zwangsleefeg ëmmer méi a Kommunikatiounssystemer agesat ginn a wäerten eng wichteg Roll an zukünftege volloptesche Netzwierker spillen.

Entwécklungsperspektiv
Et gëtt vill Zorte vun ofstëmmenbare Laseren, déi allgemeng duerch d'Weideraféierung vu Wellelängte-Ofstëmmungsmechanismen op Basis vu verschiddene Laseren mat enger eenzeger Wellelängt entwéckelt ginn, an e puer Produkter goufen international um Maart geliwwert. Nieft der Entwécklung vu kontinuéierlechen opteschen ofstëmmenbare Laseren goufen och ofstëmmenbar Laseren mat integréierten anere Funktiounen gemellt, wéi zum Beispill den ofstëmmenbare Laser, deen mat engem eenzege VCSEL-Chip an engem elektreschen Absorptiounsmodulator integréiert ass, an de Laser, deen mat engem Proufgitter-Bragg-Reflektor an engem Hallefleeder-opteschen Verstärker an engem elektreschen Absorptiounsmodulator integréiert ass.
Well de wellenlängtenofstellbare Laser wäit verbreet ass, kann de ofstellbare Laser vu verschiddene Strukturen op verschidde Systemer ugewannt ginn, an all huet Vir- an Nodeeler. En Hallefleederlaser mat externer Kavitéit kann als breetbandofstellbar Liichtquell a Präzisiounstestinstrumenter benotzt ginn wéinst senger héijer Ausgangsleistung a kontinuéierlecher ofstellbarer Wellenlängt. Aus der Perspektiv vun der Photonenintegratioun an dem Erfëllung vum zukünftegen allopteschen Netzwierk kéinten DBR mat Proufgitter, DBR mat iwwerlagerter Gitter an ofstellbar Laser, déi mat Modulatoren a Verstärker integréiert sinn, villverspriechend ofstellbar Liichtquelle fir Z sinn.
En ofstëmmenbare Glasfaserlaser mat externer Kavitéit ass och eng villverspriechend Aart vu Liichtquell, déi eng einfach Struktur, eng schmuel Linnbreet an einfach Glasfaserkupplung huet. Wann den EA-Modulator an der Kavitéit integréiert ka ginn, kann en och als héichgeschwindeg ofstëmmenbar optesch Solitonquell benotzt ginn. Zousätzlech hunn ofstëmmenbar Glasfaserlaser op Basis vu Glasfaserlaser an de leschte Jore bedeitend Fortschrëtter gemaach. Et kann erwaart ginn, datt d'Leeschtung vun ofstëmmenbare Laser an optesche Kommunikatiounsliichterquellen weider verbessert gëtt, an de Maartundeel graduell eropgeet, mat ganz gudden Uwendungsperspektiven.