Lazer Diyotunu Ayarlanabilir Yarı İletken Lazere Dönüştürme

Lazer diyotları ayarlanabilir yarı iletken lazerlere dönüştürmek, hassas dalga boyu seçimi ve kontrolü yoluyla ölçüm sistemlerinin doğruluğunu ve stabilitesini önemli ölçüde artırır. Bu özellikle spektroskopik analiz, hassas ölçümler ve bilimsel araştırma gibi yüksek hassasiyetli uygulamalar için önemlidir.

Lazer Diyotlar
Lazer diyotlar, lazer işaretleyiciler, barkod tarayıcılar veya CD/DVD/Blu-ray sürücüler gibi çeşitli tüketici ürünlerinde köklü alt bileşenlerdir. Başarıları kompaktlıklarından, kullanım kolaylıklarından, yüksek dönüştürme verimliliğinden ve yüksek maliyet performanslarından kaynaklanmaktadır. Ancak çıplak lazer diyotların emisyon spektrumu geniştir ve lazer dalga boyu iyi tanımlanmamıştır.

Tipik olarak, bir yarı iletken lazer tüpünün iki uç yüzü bir rezonans boşluğu oluşturur ve (boyuna) lazer modunu belirler. Yarı iletkenin geniş kazanç eğrisi, her biri farklı frekansa sahip birden fazla modu aynı anda destekler. Tek uzunlamasına modlu diyotlar bile, çip sıcaklığındaki veya sürücü akımındaki küçük değişikliklerde mod atlamalı ve spektral olarak kararsız çıkış ışınları sergileyebilir.

Ayarlanabilir Yarı İletken Lazerler

Ayarlanabilir tek frekanslı yarı iletken lazerler, bir lazer diyodundan ve lazer frekans seçimi ve ayarlaması için ızgara gibi frekans seçici bir modülden oluşur. Dar hat genişliği ve ayarlanabilirlik ile 190 nm'den 4000 nm'ye kadar dalga boyları sağlayabiliriz - bazı sistemlerde 120 nm'ye kadar mod atlamasız ayarlanabilirlik. Bu lazerler, bağımsız amplifikatörlerle güçlendirilebilir veya 4 W'a kadar komple ana osilatör güç amplifikatörlerine (MOPA'lar) entegre edilebilir. Çoğu lazer amplifikatör sistemi, konik amplifikatörler kullanır. Frekansı iki katına çıkan lazerlerle (190 nm'den 680 nm'ye, 1 W'a kadar güçlerle) daha geniş spektral kapsama alanı elde edilebilir. Tüm bu lazer sistemlerinin en önemli özellikleri düşük gürültü (düşük RIN gürültüsü ve dar çizgi genişliği) ve düşük sapmadır. Bu mükemmel özellikler son derece iyi lazer sürücü devrelerine bağlıdır. Daha yüksek lazer kararlılığı elde etmek için, uygun dijital devrelerle kontrol edilebilen farklı tipte lazer frekansı kilitleme modülleri kullanılarak hat genişliği 1 Hz'ye daraltılabilir.

Mod Seçimi
Lazer boşluğuna frekans seçici geri beslemenin dahil edilmesiyle, dar emisyon hattı genişliği, büyük tutarlılık uzunluğu, hassas dalga boyu seçimi ve emisyon frekansının ayarlanması veya stabilizasyonu gibi mükemmel yarı iletken lazer özellikleri elde edilebilir. JTBYShield iki ayarlanabilir tek frekanslı yarı iletken lazer sunar. Her ikisi de emisyon frekansını seçmek ve kontrol etmek için ızgara yapılarını kullanır. Bunlardan biri, ızgarayla stabilize edilmiş dış boşluklu yarı iletken lazerdir (ECDL).

Birinci rezonans boşluğu yüzü olarak lazer diyodunun önüne monte edilmiş bir optik ızgara içerir, ikinci rezonans boşluğu yüzü ise diyotun arkasıdır, lazer tüpü ve geri besleme elemanı "harici rezonans boşluğunu" oluşturur.

Dış boşluklu yarı iletken lazerin şematik diyagramı

Diğer bir yaklaşım ise yarı iletkenin içine yerleştirilmiş ızgaralara sahip lazer diyotlardır: dağıtılmış geri bildirim (DFB) ve dağıtılmış Bragg reflektör (DBR) yarı iletken lazer tüpleri.

Izgara filtresi, yarı iletken kazanç eğrisi, dahili yarı iletken lazer tüpü modu ve (varsa) harici boşluk modu, lazer modunu belirler. Kararlı tek modlu çalışma için hassas sıcaklık ve akım kontrolü ve bileşenlerin uygun şekilde eşleştirilmesi gereklidir.

Dış boşluklu diyot lazerlerde mod seçimi

Dış boşluklu yarı iletken lazerin şematik diyagramı

DBR Lazer Diyot Şeması

Dalgaboyu Ayarı

DFB ve DBR diyotları, yarı iletken lazer tüpü akımı ve/veya sıcaklığı ayarlanarak dalga boyu ayarlanabilir. Herhangi bir mod atlaması olmaksızın yaklaşık 1-2 nm kadar ayarlanabilirler.

ECDL'nin dalga boyunu değiştirmek için, mod seçici cihazın spektral tepkisinin, örneğin ızgara üzerindeki geliş açısının değiştirilmesiyle değiştirilmesi gerekir. Toplam kazancın maksimum olduğu modda çalışan bu, lazerin başka bir uzunlamasına moda geçmesine ve yeni bir dalga boyunda ışık yaymasına neden olur.

Lazer dalga boyunun ince ayarı, lazerin tek modlu çalışmasıyla desteklenen mevcut uzunlamasına modu değiştiren dış boşluğun uzunluğunun değiştirilmesiyle sağlanır.

Mod atlamasız ayarlama

DL Pro Lazer

Mod atlamasız geniş ayar aralığı, birden fazla faktörün koordineli ayarlanmasıyla belirlenir. DL pro lazerlerimiz, optimum senkronizasyona ulaşmak için ızgara açısını, dış boşluk uzunluğunu ve yarı iletken lazer tüp akımını aynı anda değiştirerek geniş frekans atlamalı serbest ayar sağlar. DL pro'nun mod atlamasız ayarı tipik olarak 20-50 GHz'dir ve kararlı çalışma koşulları elde etmek için sağlam ve yarı monomerik bir yapıya sahiptir.

Uygulama alanları
1. İletişim alanında uygulama
Ayarlanabilir yarı iletken lazerler, optik iletişim sistemlerinde, özellikle dalga boyu bölmeli çoğullama (WDM) ve yoğun dalga boyu bölmeli çoğullama (DWDM) sistemlerinde önemli bir rol oynar. Dalga boyu ayarlama özelliği, farklı kanalların ihtiyaçlarına esnek bir şekilde uyum sağlamasına olanak tanıyarak ağın iletim kapasitesini ve verimliliğini artırır.
2. Tıp alanında uygulama
Tıbbi alanda ayarlanabilir yarı iletken lazerler, yüksek hassasiyetli cerrahide, lazer terapisinde ve biyomedikal görüntülemede yaygın olarak kullanılmaktadır. Hassas dalga boyu kontrolü ve yüksek stabilitesi, onu oftalmik cerrahi, dermatoloji tedavisi ve kanser tedavisi gibi uygulamalar için ideal bir seçim haline getirir.
3. Bilimsel araştırmalarda uygulama
Ayarlanabilir yarı iletken lazerler, spektral analiz, hassas ölçüm ve kuantum optik araştırması gibi bilimsel araştırmalarda önemli uygulamalara sahiptir. Dar çizgi genişliği ve yüksek yan mod bastırma oranı, onu yüksek çözünürlüklü spektral ölçüm ve düşük gürültülü lazer kaynağı gereksinimlerinde mükemmel kılar.
4. Yüksek hassasiyetli ölçüm
Ayarlanabilir yarı iletken lazerlerin yüksek hassasiyetli ölçümde uygulanması mesafe ölçümünü, hız ölçümünü ve gerinim ölçümünü içerir. Yüksek tutarlılığı ve dar hat genişliği özellikleri, interferometrik ölçüm sistemlerinin son derece yüksek ölçüm doğruluğu ve kararlılığı elde etmesini sağlar.
5. Spektral analiz
Spektral analiz için ayarlanabilir yarı iletken lazerler kullanıldığında, yüksek çözünürlüklü ve yüksek hassasiyetli spektral veriler sağlayabilirler. Çevresel izleme, kimyasal analiz ve biyoalgılamadaki uygulamaları, eser bileşenlerin tespit edilmesine ve karmaşık numunelerin analiz edilmesine yardımcı olur.
6. Optik frekans taramalı interferometri
Ayarlanabilir yarı iletken lazerlerin optik frekans taramalı interferometride uygulanması, lazer frekansını değiştirerek hedefin mutlak mesafe ölçümünü sağlar. Yüksek hassasiyeti ve uzun tutarlılık uzunluğu, arazi haritalama ve uzay araştırmalarında yaygın olarak kullanılmasını sağlar.

Lazer diyotları ayarlanabilir yarı iletken lazerlere dönüştürmek, mod seçimini gerçekleştirmek için frekans seçici geri bildirim mekanizmalarını sunar, dalga boyu ayarını kontrol etmek için ızgara yapılarını (harici boşluk ızgaraları ve yerleşik ızgara DFB/DBR gibi) kullanır ve lazer çıkışının ve modun kararlılığını optimize eder Senkron ayarlama yöntemleri sayesinde atlamasız ayarlama aralığı. Bu yenilikler yalnızca lazer sistemlerinin doğruluğunu ve kararlılığını geliştirmekle kalmıyor, aynı zamanda yüksek hassasiyetli ölçüm, spektral analiz ve optik frekans taramalı interferometri ölçümlerindeki uygulama potansiyellerini de genişletiyor.

JTBYShieldlazer spektroskopisi, biyofotonik, temel kuantum fiziği ve yarı iletken algılama/metroloji gibi uygulamalarda kullanılabilen yüksek performanslı, tek frekanslı, ayarlanabilir yarı iletken lazerler sağlar.Eğer ilgileniyorsanız, daha fazla ürün detayı için lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.

İletişim bilgileri:

Herhangi bir fikriniz varsa bizimle konuşmaktan çekinmeyin. Müşterilerimiz nerede olursa olsun ve gereksinimlerimiz ne olursa olsun, müşterilerimize yüksek kalite, düşük fiyat ve en iyi hizmeti sunma hedefimizin takipçisi olacağız.