[原創(chuàng)]RP Fiber Power | 波長調(diào)諧 [復(fù)制鏈接]

對于某些應(yīng)用，要求激光光束的波長(以及頻率)可以在一定范圍內(nèi)調(diào)諧。關(guān)于可調(diào)諧激光器的文章討論了具有可調(diào)輸出波長的各種類型的激光器，而本文解釋了幾種波長調(diào)諧的方法。 Yao}Xo9}  
:9UgERjra  
通過增益介質(zhì)調(diào)諧 4$&l`yWU+  
MMFwT(l<1  
第一種方法是影響激光增益介質(zhì)，改變最大增益的波長，輸出波長也相應(yīng)變化(圖1)。這種方法通常應(yīng)用于在多個諧振模式下運行的激光器，其中光譜的“重心”可以連續(xù)地調(diào)諧。該方法也可以應(yīng)用于單頻激光器，但通常會導(dǎo)致模式跳變，而不是連續(xù)調(diào)諧。 v<!S_7h  
M-"j8:en  
+;q\7*  
#_ |B6!D!  
激光二極管通常通過溫度來調(diào)諧，例如通過改變安裝半導(dǎo)體激光二極管的熱電冷卻器的驅(qū)動電流或半導(dǎo)體激光二極管本身的驅(qū)動電流。通常，激光二極管的調(diào)諧范圍為≈ +0.3 nm/K，以這種方式實現(xiàn)的總調(diào)諧范圍可能為幾納米寬。諧振器模式頻率也會受到溫度變化的影響，但它們的反應(yīng)不如增益頻譜強烈。在單頻操作的情況下，如果采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣磉m當(dāng)?shù)卣{(diào)諧諧振頻率并抑制模式跳變，則可以在更寬范圍內(nèi)實現(xiàn)連續(xù)調(diào)諧。例如，對于外腔二極管激光器，諧振器長度可以與驅(qū)動電流一起調(diào)諧(見下文)。 +Ua|0>?  
H>EM3cFU  
用腔內(nèi)濾波器調(diào)諧 ~U]g;u  
z5fE<=<X_W  
第二種方法是將可調(diào)諧濾光片引入激光諧振器，該濾波器在某些可調(diào)波長處具有明顯的最小損耗(圖2)。這使得可以影響最大凈增益的波長，激光器通常被迫在該波長下工作。更準確地說，激光器通常在一個或幾個諧振器模式下工作，其中激光所需的增益介質(zhì)的反轉(zhuǎn)電平(即產(chǎn)生等于諧振腔損耗的增益)接近其最小值。在穩(wěn)定狀態(tài)(對于連續(xù)波操作)下，激光波長的光具有零往返凈增益，并且所有其他波長每次諧振器往返的凈增益為負(假設(shè)增益光譜均勻變寬)。注意，即使只有輕微的負凈增益，也可以完全抑制激光。 SraZxuPg>  
{]R'U/  
VyxYv-$Y  
這種調(diào)諧方法常用于固態(tài)激光器。激光器的寬波長調(diào)諧范圍需要增益介質(zhì)的寬增益帶寬。一些寬帶增益介質(zhì)，如Ti：sapphire 和 Cr:ZnSe 允許調(diào)諧超過數(shù)百納米。獲得的調(diào)諧范圍通常是可以實現(xiàn)足夠凈增益的波長范圍。其極限通常由發(fā)射截面變得太低或諧振器損耗變得太高的點來設(shè)定。在某些情況下，調(diào)諧范圍可能更小，因為存在激發(fā)態(tài)吸收，或者因為無法充分抑制具有最大激光增益的波長處的寄生激光。在某些光纖激光器中，反轉(zhuǎn)電平(以及極端波長的增益)受到最大增益波長附近的放大自發(fā)輻射的限制。 ^U_T<x8{  
[b3!H{b#  
:]-oo*xP  
虛線曲線是在輸出耦合器傳輸減少的情況下計算的，這拓寬了調(diào)諧范圍，同時影響了最大輸出功率。 K.)!qkW-%S  
體激光諧振器中常用的調(diào)諧元件有: b0$)G-E/Y  
Q*smH-Sw  
l標準具(法布里-珀羅干涉儀)或雙折射調(diào)諧器(Lyot 濾波片),可以旋轉(zhuǎn)以調(diào)整最大透射率的波長 2^WJ1: A  
l一對棱鏡與可移動孔徑相結(jié)合 k5S;G"iJ  
l與端鏡組合的單棱鏡，可以傾斜以調(diào)整諧振器對齊的波長 |RiJ>/MK\  
l體積布拉格光柵用作具有可變?nèi)肷浣堑恼郫B鏡 i?6&4  
外腔二極管激光器也可以用腔內(nèi)濾波器調(diào)諧。全息衍射光柵可以用作端鏡(Littrow 配置)，其旋轉(zhuǎn)以進行調(diào)諧，或諧振器內(nèi)的固定光柵與可移動端鏡相結(jié)合(Littrow 配置)。 ,&t+D-s<f  
i<Vc~!pT  
通過諧振器長度調(diào)諧 +FTc/r  
9*