व्यावसायिक ज्ञान

अरुंद रेषा रुंदीचे लेसर

2023-08-16

काही लेसर ऍप्लिकेशन्समध्ये लेसरला अतिशय अरुंद रेषाविड्थ म्हणजेच अरुंद स्पेक्ट्रम असणे आवश्यक असते. अरुंद लाइनविड्थ लेसर सिंगल-फ्रिक्वेंसी लेसरचा संदर्भ घेतात, म्हणजे, लेसर व्हॅल्यूमध्ये रेझोनंट कॅव्हिटी मोड आहे आणि फेज आवाज खूपच कमी आहे, त्यामुळे वर्णक्रमीय शुद्धता खूप जास्त आहे. सामान्यतः अशा लेसरमध्ये खूप कमी तीव्रतेचा आवाज असतो.


अरुंद लाइनविड्थ लेसरचे सर्वात महत्वाचे प्रकार खालीलप्रमाणे आहेत:


1. सेमीकंडक्टर लेसर, वितरित फीडबॅक लेसर डायोड (DFB लेसर) आणि वितरित ब्रॅग रिफ्लेक्शन लेसर (DBR लेसर), 1500 किंवा 1000nm क्षेत्रामध्ये सामान्यतः वापरले जातात. ठराविक ऑपरेटिंग पॅरामीटर्स म्हणजे दहा मिलीवॅट्सची आउटपुट पॉवर (कधीकधी 100 मिलीवॅटपेक्षा जास्त) आणि अनेक मेगाहर्ट्झची लाइनविड्थ.


2. सेमीकंडक्टर लेसरसह अरुंद रेषेची रुंदी मिळवता येते, उदाहरणार्थ नॅरोबँड फायबर ब्रॅग ग्रेटिंग असलेल्या सिंगल-मोड फायबरसह रेझोनेटरचा विस्तार करून किंवा बाह्य पोकळी डायोड लेसर वापरून. या पद्धतीचा वापर करून, अनेक kHz किंवा अगदी 1kHz पेक्षा कमी असलेली अति-अरुंद रेखाविड्थ मिळवता येते.


3. लहान वितरित फीडबॅक फायबर लेसर (विशेष फायबर ब्रॅग ग्रेटिंग्सपासून बनवलेले रेझोनेटर) kHz श्रेणीतील लाइनविड्थसह दहा मिलीवॅट्सचे आउटपुट पॉवर निर्माण करू शकतात.


4. नॉन-प्लॅनर रिंग रेझोनेटरसह डायोड-पंप केलेले सॉलिड-स्टेट बॉडी लेसर देखील 1W च्या क्रमाने, आउटपुट पॉवर तुलनेने जास्त असताना, अनेक kHz ची लाइनविड्थ मिळवू शकतात. जरी एक सामान्य तरंगलांबी 1064nm असली तरी, 1300 किंवा 1500nm सारखे इतर तरंगलांबी प्रदेश देखील शक्य आहेत.


लेसरच्या अरुंद लाइनविड्थवर परिणाम करणारे मुख्य घटक

अतिशय अरुंद रेडिएशन बँडविड्थ (लाइनविड्थ) असलेले लेसर साध्य करण्यासाठी, लेसर डिझाइनमध्ये खालील घटकांचा विचार करणे आवश्यक आहे:

प्रथम, एकल-फ्रिक्वेंसी ऑपरेशन साध्य करणे आवश्यक आहे. लहान गेन बँडविड्थ आणि लहान लेसर पोकळी (मोठ्या फ्री स्पेक्ट्रल रेंजमध्ये परिणामी) असलेले गेन माध्यम वापरून हे सहज साध्य केले जाते. ध्येय मोड हॉपिंगशिवाय दीर्घकालीन स्थिर एकल-फ्रिक्वेंसी ऑपरेशन असावे.

दुसरे म्हणजे, बाह्य आवाजाचा प्रभाव कमी करणे आवश्यक आहे. यासाठी स्थिर रेझोनेटर सेटअप (मोनोक्रोम) किंवा यांत्रिक कंपनांपासून विशेष संरक्षण आवश्यक आहे. इलेक्ट्रिकली पंप केलेल्या लेसरला कमी-आवाजाचा प्रवाह किंवा व्होल्टेज स्रोत वापरणे आवश्यक आहे, तर ऑप्टिकली पंप केलेल्या लेसरांना पंप प्रकाश स्रोत म्हणून कमी तीव्रतेचा आवाज असणे आवश्यक आहे. याव्यतिरिक्त, सर्व अभिप्राय प्रकाश लहरी टाळणे आवश्यक आहे, उदाहरणार्थ फॅराडे आयसोलेटर वापरून. सिद्धांतानुसार, बाह्य आवाजाचा अंतर्गत आवाजापेक्षा कमी प्रभाव असतो, जसे की लाभाच्या माध्यमात उत्स्फूर्त उत्सर्जन. जेव्हा आवाजाची वारंवारता जास्त असते तेव्हा हे साध्य करणे सोपे असते, परंतु जेव्हा आवाज वारंवारता कमी असते तेव्हा लाइनविड्थवरील प्रभाव सर्वात महत्वाचा असतो.

तिसरे, लेसरचा आवाज कमी करण्यासाठी लेसर डिझाइन ऑप्टिमाइझ करणे आवश्यक आहे, विशेषतः फेज आवाज. उच्च इंट्राकॅव्हिटी पॉवर आणि लांब रेझोनेटर्सला प्राधान्य दिले जाते, जरी स्थिर सिंगल-फ्रिक्वेंसी ऑपरेशन या प्रकरणात प्राप्त करणे अधिक कठीण आहे.

सिस्टम ऑप्टिमायझेशनसाठी वेगवेगळ्या आवाजाच्या स्त्रोतांचे महत्त्व समजून घेणे आवश्यक आहे, कारण प्रबळ आवाजाच्या स्त्रोतावर अवलंबून भिन्न मोजमाप आवश्यक आहेत. उदाहरणार्थ, स्कॉलो-टाउन्स समीकरणानुसार कमी केलेली लाइनविड्थ वास्तविक रेखाविड्थ यांत्रिक आवाजाद्वारे निर्धारित केली असल्यास वास्तविक लाइनविड्थ कमी करणे आवश्यक नाही.


आवाज वैशिष्ट्ये आणि कार्यप्रदर्शन तपशील.

अरुंद लाईनविड्थ लेसरची आवाज वैशिष्ट्ये आणि कार्यप्रदर्शन मेट्रिक्स दोन्ही क्षुल्लक समस्या आहेत. एंट्री लाइनविड्थमध्ये वेगवेगळ्या मोजमाप तंत्रांवर चर्चा केली जाते, विशेषत: काही kHz किंवा त्यापेक्षा कमी रेषेची मागणी असते. याव्यतिरिक्त, केवळ लाइनविड्थ मूल्य विचारात घेतल्यास सर्व आवाज वैशिष्ट्ये देऊ शकत नाहीत; पूर्ण फेज नॉइज स्पेक्ट्रम, तसेच सापेक्ष तीव्रतेच्या आवाजाची माहिती देणे आवश्यक आहे. लाइनविड्थ मूल्य कमीतकमी मोजमाप वेळेसह किंवा दीर्घकालीन वारंवारता वाहून जाणाऱ्या इतर माहितीसह एकत्रित करणे आवश्यक आहे.

अर्थात, वेगवेगळ्या ऍप्लिकेशन्सच्या वेगवेगळ्या आवश्यकता आहेत आणि वेगवेगळ्या वास्तविक परिस्थितींमध्ये आवाज कामगिरी निर्देशांकाच्या कोणत्या स्तरावर विचार करणे आवश्यक आहे.


अरुंद लाइनविड्थ लेसरचे अनुप्रयोग

1. दाब किंवा तापमान फायबर ऑप्टिक सेन्सर्स, विविध इंटरफेरोमीटर सेन्सिंग, गॅस शोधण्यासाठी आणि ट्रॅक करण्यासाठी भिन्न शोषण LIDAR वापरणे आणि वाऱ्याचा वेग मोजण्यासाठी डॉप्लर LIDAR वापरणे यासारख्या संवेदनाच्या क्षेत्रात एक अतिशय महत्त्वाचा अनुप्रयोग आहे. काही फायबर ऑप्टिक सेन्सर्सना अनेक kHz ची लेसर लाईनविड्थ आवश्यक असते, तर LIDAT मापनांमध्ये, 100kHz लाईनविड्थ पुरेशी असते.

2. ऑप्टिकल फ्रिक्वेंसी मापनांना अतिशय संकीर्ण स्त्रोत लाइनविड्थची आवश्यकता असते, जे साध्य करण्यासाठी स्थिरीकरण तंत्रे आवश्यक असतात.

3. ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशन सिस्टीमला रेषेच्या रुंदीवर तुलनेने कमी आवश्यकता असते आणि ते मुख्यतः ट्रान्समीटरसाठी किंवा शोधण्यासाठी किंवा मोजण्यासाठी वापरले जातात.


X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept