挑選固態(tài)激光器單縱模的七種方式

說(shuō)到單縱模和多縱模的差別，最先要掌握縱模的方式布局圖(即頻譜圖)，橫坐標(biāo)的參量是頻率，即縱模意味著頻率，單縱模就是指只有一個(gè)核心頻率。

單縱模固體激光器又被稱為單頻固體激光器，其優(yōu)點(diǎn)是輸出激光器方式不但達(dá)到單橫方式，并且達(dá)到單縱模式，其諧振器內(nèi)僅有單縱模震動(dòng)，輸出光照強(qiáng)度遍布高。單頻固體激光器除開(kāi)具備較好的單色性和專一性外，還具備一般固體激光器難以實(shí)現(xiàn)的有關(guān)長(zhǎng)短長(zhǎng)、譜線寬度窄的特性，多縱模固體激光器為多縱模，光譜線寬度較寬。

與多模光纖運(yùn)作的固體激光器對(duì)比，單縱模固體激光器不但具備穩(wěn)定性能強(qiáng)、光線質(zhì)量好等優(yōu)勢(shì)，并且具備輸出譜線窄、關(guān)聯(lián)性好等優(yōu)勢(shì)。它在鈉導(dǎo)星技術(shù)性、多譜勒風(fēng)雷達(dá)探測(cè)、光纖通信、高精密激光測(cè)距、引力波檢測(cè)、非線性光學(xué)、工業(yè)生產(chǎn)和國(guó)防安全等行業(yè)激發(fā)著關(guān)鍵功效。在其中，固態(tài)單縱模固體激光器具備工作中光波長(zhǎng)覆蓋面廣、輸出功率擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，獲得了普遍的關(guān)心和運(yùn)用。可是，針對(duì)固態(tài)固體激光器，要完成平穩(wěn)的單縱模運(yùn)作，必須按照不一樣的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)使用不一樣的縱模挑選技術(shù)性。

普遍的模具挑選技術(shù)性包含提高方式市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的短腔法、F-P規(guī)范實(shí)際法、清除室內(nèi)空間孔效用的單邊環(huán)腔法、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量腔法和應(yīng)用散射腔的體布拉格光柵尺法。以上技術(shù)性工作中在閥值周邊或在一定的輸出功率范疇內(nèi)工作中，造成單縱模激光器輸出動(dòng)能較低。為了更好地改進(jìn)輸出動(dòng)能問(wèn)題，種籽引入技術(shù)性問(wèn)世了。根據(jù)積極設(shè)備的操縱，可以合理地變大單縱模激光器，完成大功率或高效率能量的輸出，但其機(jī)構(gòu)和自動(dòng)控制系統(tǒng)比較繁雜。除此之外，當(dāng)單獨(dú)模具挑選構(gòu)造不可以合理完成單獨(dú)豎直模具輸出時(shí)，還可以選用多種多樣構(gòu)造復(fù)合型的方式 開(kāi)展豎直模具挑選。以上方式都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，適用自然環(huán)境也不一樣。文中融合了一些事例，從單豎直模具挑選方式和單豎直模具激光發(fā)生器運(yùn)用2個(gè)層面開(kāi)展了匯總，期待為從業(yè)固態(tài)單豎直模具激光發(fā)生器產(chǎn)品研發(fā)及有關(guān)運(yùn)用的員工帶來(lái)參照。

一.短腔法

針對(duì)具備固定不動(dòng)主要參數(shù)的諧振器，明確了可以在腔內(nèi)串聯(lián)諧振的豎向模具，其縱向模具間距與腔長(zhǎng)反比。當(dāng)固體激光器運(yùn)作時(shí)，因?yàn)樨Q向模具中間的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，僅有收獲網(wǎng)絡(luò)帶寬中的豎向模具更非常容易保存。輸出激光器的豎向模具總數(shù)可以用收獲線距和豎向模具間距的比率來(lái)敘述。因而，減少鄰近豎向模具中間的間距可以使合理網(wǎng)絡(luò)帶寬中只有一個(gè)豎向模具，這也是完成單豎向模具運(yùn)作的最立即的方式。

二、規(guī)范具法。

將規(guī)范具選模插進(jìn)諧振器的方式 與基本原理上的短腔法有一些類似，即在合理收獲網(wǎng)絡(luò)帶寬范疇內(nèi)只運(yùn)行一個(gè)縱模。不同點(diǎn)取決于，規(guī)范具法是運(yùn)用規(guī)范具的窄線距電子散射譜來(lái)提升別的縱模的損害。別的縱模在方式市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)節(jié)中被過(guò)慮，由于透射系數(shù)小，進(jìn)而完成單縱模的運(yùn)作。根據(jù)操縱規(guī)范具的方面和溫度，還能夠得到可調(diào)式輸出。

3.單邊環(huán)狀腔法。

理論上，諧振器內(nèi)的方式市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將使主震蕩模在腔內(nèi)以單縱模振蕩。殊不知，在具體的固體激光器中，因?yàn)榍粌?nèi)的光場(chǎng)是波場(chǎng)，翻轉(zhuǎn)顆粒的數(shù)目也會(huì)在室內(nèi)空間中遍布不勻稱，受室內(nèi)空間燒孔效用的危害。當(dāng)主震蕩模的波腹與別的縱模的波節(jié)合理重疊時(shí)，2個(gè)縱模很有可能在不一樣的室內(nèi)空間震蕩。將諧振器設(shè)計(jì)方案成單邊運(yùn)轉(zhuǎn)的環(huán)狀腔，可有效的防止室內(nèi)空間燒孔效用的危害，完成單縱模運(yùn)作。單邊環(huán)狀腔的象征性構(gòu)造是是非非平面圖環(huán)狀腔（NPRO）。

4.扭曲模芯法。

轉(zhuǎn)動(dòng)慣量模芯法還能夠清除室內(nèi)空間燒孔效用的危害。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量模芯法是將光根據(jù)偏位器置放在結(jié)晶兩邊的1/4半波片，使收獲物質(zhì)內(nèi)光場(chǎng)聯(lián)合分布，抑止多縱模耗費(fèi)翻轉(zhuǎn)顆粒數(shù)，從源頭上清除室內(nèi)空間燒孔效用。

5.體布拉格光柵尺法。

體布拉格光柵尺過(guò)慮也是完成單縱模的一種挑選。體布拉格光柵尺做為一種過(guò)慮元器件，具備良好的光電特性，可完成特殊光波長(zhǎng)或股票波段的高反射面，具備較好的光譜儀可選擇性和視角可選擇性。

6.種籽注入技術(shù)性。

根據(jù)震蕩器立即造成單縱模輸出的方式，功率一般較低。為了更好地得到大功率或大力量的單縱模輸出，必須在原來(lái)特性的根基上開(kāi)展光變大，可以利用種籽引入技術(shù)性來(lái)完成。

7.復(fù)合型法包含復(fù)合型腔法和復(fù)合結(jié)構(gòu)法。復(fù)合腔是相比于簡(jiǎn)易腔的定義，它指的是在諧振腔之中普遍存在著好幾條環(huán)路，每條光路稱之為一個(gè)子諧振腔，達(dá)到2個(gè)腔串聯(lián)諧振標(biāo)準(zhǔn)的縱模才可以優(yōu)先選擇起振。典型性復(fù)合型腔構(gòu)造有干預(yù)式復(fù)合型腔，在其中又涉及了Michelson干預(yù)式復(fù)合型腔和Fox-Smith干預(yù)式復(fù)合型腔，他們是應(yīng)用干涉儀替代反射鏡片做為內(nèi)窺鏡。M和M1構(gòu)成一個(gè)子諧振腔，M和M2組成另一個(gè)子諧振腔，震蕩光先后在2個(gè)腔中來(lái)回，震蕩核心頻率應(yīng)并且達(dá)到2個(gè)腔的震蕩標(biāo)準(zhǔn)，因而縱模間距將變?yōu)槎磺婚L(zhǎng)的函數(shù)公式，調(diào)整子腔腔長(zhǎng)擴(kuò)大縱模間距，有益于單縱模輸出。復(fù)合型腔盡管可以有效的提升選模精密度，但構(gòu)造繁瑣不有利于調(diào)整，可靠性比較有限。復(fù)合結(jié)構(gòu)法是應(yīng)用多種多樣構(gòu)造緊密結(jié)合的方式，因?yàn)橹谱鞴に嚮虮旧硖攸c(diǎn)等限定，應(yīng)用單種構(gòu)造沒(méi)法合理對(duì)縱模開(kāi)展挑選時(shí)，可復(fù)合型多種多樣構(gòu)造來(lái)提升單縱模的出模率。

前文匯總了完成單縱模的幾類普遍計(jì)劃方案。短腔法和規(guī)范具法雖構(gòu)造簡(jiǎn)易低成本，可功率受到限制。單邊環(huán)狀腔法和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量模腔法清除了室內(nèi)空間縱模市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生的危害，提升了輸出單縱模的高效率，但敏感度高無(wú)法調(diào)整。體華沙光柵尺法優(yōu)點(diǎn)取決于光柵尺特性不容易受環(huán)境溫度危害可靠性高，缺點(diǎn)則取決于對(duì)寬帶網(wǎng)絡(luò)寬收獲物質(zhì)的選女模特性比較有限。根據(jù)以上計(jì)劃方案雖可完成單縱模輸出，但輸出功率廣泛較低，種籽光引入法可在確保單縱模的條件下合理提升功率，僅僅頻率特性受種籽光危害顯著。復(fù)合型法選模精密度更高一些，可以合理挑選單縱模，缺點(diǎn)取決于構(gòu)造繁瑣，抗干擾性低，可靠性較弱。