조정 가능한 반도체 레이저의 조정 원리 (Tunable Laser)

조정 원리조정 가능한 반도체 레이저(조정 가능한 레이저)

조정 가능한 반도체 레이저는 특정 범위에서 레이저 출력의 파장을 지속적으로 변경할 수있는 일종의 레이저입니다. 조정 가능한 반도체 레이저는 열 튜닝, 전기 튜닝 및 기계식 튜닝을 채택하여 공동 길이, 격자 반사 스펙트럼, 위상 및 기타 변수를 조정하여 파장 튜닝을 달성합니다. 이러한 종류의 레이저는 광학 통신, 분광법, 감지, 의료 및 기타 분야에서 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다. 그림 1은 a의 기본 구성을 보여줍니다조정 가능한 레이저광고 유닛을 포함하여 FP 캐비티는 전면 및 후면 미러로 구성된 FP 캐비티 및 광 모드 선택 필터 유닛을 포함합니다. 마지막으로, 반사 공동의 길이를 조정함으로써 광 모드 필터는 파장 선택 출력에 도달 할 수 있습니다.

그림 1

튜닝 방법 및 그 파생

조정 가능한 튜닝 원리반도체 레이저주로 출력 레이저 파장의 연속적 또는 개별 변화를 달성하기 위해 레이저 공진기의 물리적 매개 변수 변경에 의존합니다. 이러한 파라미터에는 굴절률, 공동 길이 및 모드 선택이 포함되지만 이에 국한되지 않습니다. 다음은 몇 가지 일반적인 튜닝 방법과 그 원칙에 대해 자세히 설명합니다.

1. 캐리어 분사 튜닝

캐리어 분사 튜닝은 파장 튜닝을 달성하기 위해 반도체 레이저의 활성 영역으로 주입 된 전류를 변경하여 재료의 굴절률을 변경하는 것입니다. 전류가 증가 할 때, 활성 영역의 캐리어 농도가 증가하여 굴절률의 변화를 초래하여 레이저 파장에 영향을 미칩니다.

2. 열 튜닝 열 튜닝은 파장 튜닝을 달성하기 위해 레이저의 작동 온도를 변경하여 재료의 굴절률 및 캐비티 길이를 변경하는 것입니다. 온도의 변화는 재료의 굴절률 및 물리적 크기에 영향을 미칩니다.

3. 기계식 튜닝 기계식 튜닝은 레이저의 외부 광학 요소의 위치 또는 각도를 변경하여 파장 튜닝을 달성하는 것입니다. 일반적인 기계식 튜닝 방법에는 회절 격자 각도를 변경하고 거울의 위치를 ​​이동하는 것이 포함됩니다.

4 전기 광학 튜닝 전기 광학 튜닝은 반도체 재료에 전기장을 적용하여 재료의 굴절률을 변경하여 파장 튜닝을 달성함으로써 달성된다. 이 방법은 일반적으로 사용됩니다전기 광학 조절기 (eom) 및 전기-광학적으로 조정 된 레이저.

요약하면, 조정 가능한 반도체 레이저의 튜닝 원리는 주로 공진기의 물리적 매개 변수를 변경하여 파장 튜닝을 실현합니다. 이들 파라미터에는 굴절률, 공동 길이 및 모드 선택이 포함됩니다. 특정 튜닝 방법에는 캐리어 분사 튜닝, 열 튜닝, 기계식 튜닝 및 전기 광학 튜닝이 포함됩니다. 각 방법에는 고유 한 특정 물리적 메커니즘과 수학적 도출이 있으며, 적절한 튜닝 방법의 선택은 튜닝 범위, 튜닝 속도, 해상도 및 안정성과 같은 특정 응용 프로그램 요구 사항에 따라 고려해야합니다.