Развитие и пазарен статус на регулируем лазер Част втора

Развитие и пазарен статус на регулируем лазер (Част втора)

Принцип на работа нарегулируем лазер

Има приблизително три принципа за постигане на лазерна настройка на дължината на вълната. Повечеторегулируеми лазериизползвайте работни вещества с широки флуоресцентни линии. Резонаторите, които изграждат лазера, имат много ниски загуби само в много тесен диапазон на дължината на вълната. Следователно, първият е да се промени дължината на вълната на лазера чрез промяна на дължината на вълната, съответстваща на областта с ниски загуби на резонатора от някои елементи (като решетка). Второто е да се измести енергийното ниво на лазерния преход чрез промяна на някои външни параметри (като магнитно поле, температура и т.н.). Третият е използването на нелинейни ефекти за постигане на трансформация и настройка на дължината на вълната (вижте нелинейна оптика, стимулирано раманово разсейване, оптично удвояване на честотата, оптично параметрично колебание). Типичните лазери, принадлежащи към първия режим на настройка, са багрилни лазери, хризоберилни лазери, лазери с цветен център, регулируеми газови лазери с високо налягане и регулируеми ексимерни лазери.

Регулируемият лазер от гледна точка на технологията за реализация се разделя главно на: технология за контрол на тока, технология за контрол на температурата и технология за механично управление.
Сред тях технологията за електронно управление е да се постигне настройка на дължината на вълната чрез промяна на тока на инжектиране, със скорост на настройка на ниво NS, широка честотна лента на настройка, но малка изходна мощност, базирана на технологията за електронно управление главно SG-DBR (решетка за вземане на проби DBR) и GCSR лазер (спомагателна решетка, насочено свързване, обратно вземане на проби, отражение). Технологията за контрол на температурата променя изходната дължина на вълната на лазера чрез промяна на индекса на пречупване на активната област на лазера. Технологията е проста, но бавна и може да се регулира с тясна ширина на лентата от само няколко nm. Основните, базирани на технологията за контрол на температурата, саDFB лазер(разпределена обратна връзка) и DBR лазер (разпределено отражение на Брег). Механичното управление се основава главно на MEMS (микро-електро-механична система) технология за завършване на избора на дължина на вълната, с голяма регулируема честотна лента, висока изходна мощност. Основните структури, базирани на технология за механично управление, са DFB (разпределена обратна връзка), ECL (лазер с външна кухина) и VCSEL (лазер с вертикална кухина, излъчваща повърхност). Следното се обяснява от тези аспекти на принципа на регулируемите лазери.

Приложение за оптична комуникация

Регулируемият лазер е ключово оптоелектронно устройство в ново поколение система за мултиплексиране с плътно разделяне на дължината на вълната и обмен на фотони в изцяло оптична мрежа. Приложението му значително увеличава капацитета, гъвкавостта и мащабируемостта на системата за предаване на оптични влакна и реализира непрекъсната или квази-непрекъсната настройка в широк диапазон на дължина на вълната.
Компании и изследователски институции по целия свят активно насърчават изследванията и развитието на регулируеми лазери и непрекъснато се отбелязва нов напредък в тази област. Производителността на регулируемите лазери непрекъснато се подобрява и цената непрекъснато намалява. Понастоящем регулируемите лазери се разделят основно на две категории: полупроводникови регулируеми лазери и регулируеми влакнести лазери.
Полупроводников лазере важен източник на светлина в оптичната комуникационна система, която има характеристиките на малък размер, леко тегло, висока ефективност на преобразуване, пестене на енергия и т.н. и е лесно да се постигне оптоелектронна интеграция с един чип с други устройства. Той може да бъде разделен на регулируем лазер с разпределена обратна връзка, лазер с разпределено Брагово огледало, лазер с повърхностно излъчване с вертикална кухина на микромоторната система и полупроводников лазер с външна кухина.
Развитието на регулируемия лазер с влакна като усилваща среда и развитието на полупроводниковия лазерен диод като източник на помпа значително насърчи развитието на лазерите с влакна. Регулируемият лазер се основава на 80nm честотна лента на усилване на легираното влакно, а филтърният елемент се добавя към контура, за да контролира дължината на вълната на генериране и да реализира настройката на дължината на вълната.
Развитието на регулируем полупроводников лазер е много активно в света и напредъкът също е много бърз. Тъй като регулируемите лазери постепенно се доближават до лазерите с фиксирана дължина на вълната по отношение на цена и производителност, те неизбежно ще се използват все повече и повече в комуникационни системи и ще играят важна роля в бъдещите изцяло оптични мрежи.

Перспектива за развитие
Има много видове регулируеми лазери, които обикновено се разработват чрез по-нататъшно въвеждане на механизми за настройка на дължината на вълната на базата на различни лазери с една дължина на вълната, а някои стоки са доставени на международния пазар. В допълнение към разработването на непрекъснати оптични регулируеми лазери, също така се съобщава за регулируеми лазери с интегрирани други функции, като например регулируем лазер, интегриран с единичен чип на VCSEL и модулатор на електрическа абсорбция, и лазер, интегриран с Браг рефлектор с проба и полупроводников оптичен усилвател и модулатор на електрическа абсорбция.
Тъй като регулируемият лазер с дължина на вълната е широко използван, регулируемият лазер с различни структури може да се прилага към различни системи и всеки има предимства и недостатъци. Полупроводниковият лазер с външна кухина може да се използва като широколентов регулируем източник на светлина в прецизни тестови инструменти поради високата си изходна мощност и непрекъснато регулируема дължина на вълната. От гледна точка на интегрирането на фотони и срещата с бъдещата изцяло оптична мрежа, решетка за проби DBR, суперструктурирана решетка DBR и регулируеми лазери, интегрирани с модулатори и усилватели, може да са обещаващи регулируеми източници на светлина за Z.
Регулируем лазер с влакнеста решетка с външна кухина също е обещаващ вид източник на светлина, който има проста структура, тясна ширина на линията и лесно свързване на влакна. Ако EA модулаторът може да бъде интегриран в кухината, той може да се използва и като високоскоростен регулируем източник на оптичен солитон. В допълнение, регулируемите лазери с влакна, базирани на лазери с влакна, постигнаха значителен напредък през последните години. Може да се очаква, че производителността на регулируемите лазери в оптичните комуникационни източници на светлина ще бъде допълнително подобрена и пазарният дял постепенно ще се увеличи с много добри перспективи за приложение.