발전 추세좁은 선폭 레이저
좁은 선폭 레이저에서 레이저 피드백 모드의 발전은 레이저 공진 공동 구조의 발전과 맥을 같이합니다. 아래에서는 레이저 공진기의 발전 순서대로 좁은 선폭 레이저 기술의 다양한 구성들을 소개하겠습니다.
1. 단일 주 공진기 구성. 이 유형의 레이저는 선형 공진기(고전적인 구성, 간단하고 효율적인 구조)와 환형 공진기(공간적 홀 번닝 문제를 극복하고 진행파장을 이용)로 나눌 수 있습니다. 비평면 링 공진기(NPRO)는 특히 링 공진기 중에서 특수하고 매우 안정적인 진행파장을 사용하는 것을 의미합니다.원자 램프공동 길이의 관점에서 보면, 짧은 공동(단일 종모드 SLM 구현이 용이하지만 고유 선폭이 넓고 잡음이 높음)과 긴 공동(본질적으로좁은 선폭하지만 SLM 운영을 구현하는 것은 기술적인 어려움이 있습니다.
2. 단일 외부 공진기 피드백 구성. 이 구성은 단일 주 공진기에서 광자 상호작용 시간이 짧고 자발 방출을 제거하기 어려운 문제를 해결하기 위해 제안되었습니다. 외부 공진기를 통해 광자를 필터링하고 피드백하여 선폭을 압축하는 방식입니다. 초기 고전적인 구조로는 회절 격자를 사용하는 Littrow 및 Littman Metcalf 유형의 외부 공진기가 있습니다. 이 구성의 기술적 어려움은 주 공진기와 외부 공진기 사이의 위상 정합에 있습니다.
3. 브래그 격자를 기반으로 하는 두 가지 통합 주 공동 구성:
DFB 레이저구성: 브래그 구조와 활성 영역을 결합하고 위상 편이 영역을 도입함으로써 집적도, 안정성 및 실용성이 향상되고 DBR의 파장 드리프트가 개선됩니다. 기술적 어려움은 격자 가공(예: 반도체 DFB의 2차 에피택셜 RGF-DFB 및 표면 에칭 SG-DFB 방법)에 있습니다.
DBR 레이저 구성: 기존의 거울을 주기적인 수동 브래그 구조로 대체하여 필터링 특성을 가지며, 짧은 공진기를 갖는 SLM을 쉽게 구현할 수 있습니다. 이득 매질에 따라 반도체 DBR(공정 호환성 우수)과 광섬유 DBR(광섬유 가공 및 도핑 기술 기반)로 구분됩니다.
짧은 캐비티를 갖는 메인 캐비티(예: DFB/DBR)의 선폭을 더욱 줄이기 위해 복합 외부 캐비티 구조가 사용됩니다. 외부 캐비티의 형태는 기술 발전과 함께 진화해 왔습니다.
우주 외부 공동: 초기 주요 형태에는 회절 격자(리트로/리트만) 및 다양한 광학 필터(FP 표준 등)가 포함됩니다.
광섬유 외부 공진기: 광섬유 회로, FBG, 광섬유 FP 공진기 등 모든 광섬유 장치를 사용하여 집적도와 간섭 방지 능력이 더욱 뛰어납니다.
외부 도파관 공동: Si 및 Si3N4와 같은 반도체 재료를 기반으로 한 마이크로 나노 공정을 통해 시스템을 더욱 소형화하고 안정화합니다.
마지막으로, 본 논문에서는 PDH 주파수 안정화 기술과 같은 특수한 형태의 피드백 방식인 광전자 발진 레이저의 구성에 대해 소개합니다. 전기적 네거티브 피드백을 이용하여 레이저 주파수를 매우 안정적인 기준 소스에 고정함으로써 극도로 높은 주파수 안정성을 달성할 수 있습니다. 그러나 이 시스템은 복잡하고 비용이 많이 들며 파장 유연성이 제한적입니다.
게시 시간: 2026년 4월 14일