가변형 협폭 레이저의 주요 기술 경로

주요 기술 경로조정 가능한 좁은 선폭 레이저

튜닝 가능한 주요 기술 경로좁은 선폭 레이저반도체 외부 공동이 있는

가변 협선폭 레이저는 원자물리학, 분광학, 양자 정보, 코히어런트 통신, 원격 감지, 정밀 측정 등 다양한 분야에서 광범위한 응용 분야의 기반이 됩니다. 이러한 분야에서는 더 간단하고, 더 저렴하며, 더 좁은 선폭과 더 넓은 가변 범위를 가진 레이저가 이 기술의 새로운 응용 분야를 지속적으로 주도할 것입니다.

지난 50년 동안의 역사조정 가능한 광원TLS 레이저는 레이저 기술의 발전을 크게 반영해 왔습니다. 초기 색소 레이저는 외부 공동 다이오드 레이저(ECDL)로 대체되었고, 고출력 시스템은 가변형 고체 레이저(예: 티타늄-사파이어 레이저) 또는 광 파라메트릭 발진기(OPO)를 사용하는 주파수 변환 Nd:YAG 레이저가 주도하고 있습니다. 안정적인 외부 공동이 없는 다이오드 레이저는 저비용 및 저성능 시장을 500kHz의 좁은 선폭을 가진 상용 DFB 레이저 및 DBR 다이오드로 채웠습니다. 최근에는 파이버 레이저와 가변 주파수 파이버 레이저가 다양한 설계를 통해 더 높은 출력과 더 뛰어난 가변성, 즉 더 좁은 선폭을 제공하는 여러 고체 시스템을 대체하기 시작했습니다. 최근에는 주파수 빗의 등장으로 우수한 안정성과 정확도를 유지하면서 모든 파장에서 주파수 안정화 레이저를 구현할 수 있게 되었습니다. 그러나 이러한 외부 공동은반도체 레이저단순성, 다기능성, 뛰어난 성능, 매우 낮은 비용 덕분에 여전히 많은 실험실에서 일반적으로 사용되는 광원으로서의 지위를 유지하고 있습니다.

현재, 외부 공동 반도체를 갖춘 가변형 협폭 레이저는 다음과 같은 분야에 널리 적용되고 있습니다.

레이저 냉각 및 캡처

보스-아인슈타인 응축

양자 광학: 압축광

전자기적으로 투명하고 느린 빛

시간 및 주파수 표준

레이저 분광법

가변 협선폭 레이저는 일반적으로 컨트롤러, 레이저 다이오드, 그리고 주파수 선택 모듈로 구성됩니다. 예를 들어, 레이저 주파수 선택 및 튜닝에 사용되는 회절격자(grating)나 캣츠아이(cat's eye) 구조에 기반한 필터 등이 있습니다. 외부 공동 반도체를 사용하는 가변 협선폭 레이저의 주요 특성으로는 좁은 레이저 선폭, 낮은 주파수 드리프트, 넓은 튜닝 범위 등이 있습니다. 이러한 뛰어난 특성은 매우 우수한 레이저 구동 회로, 레이저의 전반적인 기계적 안정성, 그리고 주파수 선택 원리에 기인합니다. 레이저의 더 높은 주파수 안정성을 달성하기 위해 다양한 유형의 레이저 주파수 고정 모듈을 추가할 수 있습니다. 예를 들어, PDH 주파수 안정화 기술을 사용하여 광학 초안정 공동에 레이저 파장을 고정하면 레이저 선폭을 1Hz 수준으로 좁힐 수 있으며, 주파수 안정성은 1초당 3× 10-15 미만에 도달할 수 있습니다.