Hlavní technická cesta laditelných laserů s úzkou šířkou čáry

Hlavní technická trasaladitelné lasery s úzkou šířkou čáry

Hlavní technické cesty laditelnýchlasery s úzkou šířkou čárys vnějšími dutinami polovodičů

Laditelné lasery s úzkou šířkou čáry jsou základem pro široké aplikace v oblastech, jako je atomová fyzika, spektroskopie, kvantová informace, koherentní komunikace, dálkový průzkum Země a přesné měření. V těchto oblastech budou jednodušší, levnější lasery s užší šířkou čáry a širším rozsahem ladění i nadále hnací silou nových aplikací této technologie.

Během uplynulých 50 let se historieladitelný zdroj světlaTLS lasery do značné míry odrážejí vývoj laserové technologie. Původní barvivové lasery byly nahrazeny diodovými lasery s vnější dutinou (ECDL), zatímco vysoce výkonným systémům dominují laditelné lasery v pevné fázi (jako jsou titan-safírové lasery) nebo frekvenčně konvertované Nd:YAG lasery využívající optické parametrické oscilátory (OPO). Diodové lasery bez stabilních vnějších dutin zaplnily trh s levnými a nízkovýkonnými produkty komerčními DFB lasery a DBR diodami s úzkou šířkou čáry až 500 kHz. V poslední době začaly vláknové lasery a vláknové lasery s proměnnou frekvencí nahrazovat mnoho systémů v pevné fázi s různými konstrukcemi, které nabízejí vyšší výkon a větší laditelnost nebo užší šířku čáry. V dnešní době umožňuje vznik frekvenčních hřebenů dosáhnout frekvenčně stabilizovaných laserů na jakékoli vlnové délce při zachování vynikající stability a přesnosti. Navzdory tomu však vnější dutina...polovodičový lasersi stále udržuje status běžně používaného zdroje světla v mnoha laboratořích díky své jednoduchosti, multifunkčnosti, slušnému výkonu a velmi nízkým nákladům.

V současné době se laditelné lasery s úzkou šířkou čáry a vnějšími polovodiči s dutinou široce používají v:

Laserové chlazení a zachycení

Bose-Einsteinova kondenzace

Kvantová optika: Komprimované světlo

Elektromagnetické průhledné a pomalé světlo

Časové a frekvenční standardy

Laserová spektroskopie

Laditelné lasery s úzkou šířkou čáry se obvykle skládají z regulátoru, laserové diody a modulu pro výběr frekvence. Například mřížky používané pro výběr a ladění laserové frekvence nebo filtry založené na struktuře kočičího oka atd. Mezi důležité vlastnosti laditelných laserů s úzkou šířkou čáry s vnějšími polovodiči dutiny patří úzká šířka laserové čáry, nízký frekvenční drift a široký rozsah ladění atd. Tyto vynikající vlastnosti závisí na mimořádně dobrém obvodu pro budování laseru, celkové mechanické stabilitě laseru a principu výběru frekvence. Pro dosažení vyšší frekvenční stability laseru lze přidat různé typy modulů pro synchronizaci laserové frekvence. Například použitím technologie stabilizace frekvence PDH k synchronizaci vlnové délky laseru na opticky superstabilní dutině lze šířku čáry laseru zúžit na úroveň 1 Hz a frekvenční stabilita může dosáhnout < 3× 10-15 @ 1 s.