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)，橫坐標的參量是頻率，即縱模意味著(zhù)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(chēng)為單頻固體激光器，其優(yōu)點(diǎn)是輸出激光器方式不但達到單橫方式，并且達到單縱模式，其諧振器內僅有單縱模震動(dòng)，輸出光照強度遍布高。單頻固體激光器除開(kāi)具備較好的單色性和專(zhuān)一性外，還具備一般固體激光器難以實(shí)現的有關(guān)長(cháng)短長(cháng)、譜線(xiàn)寬度窄的特性，多縱模固體激光器為多縱模，光譜線(xiàn)寬度較寬。
與多模光纖運作的固體激光器對比，單縱模固體激光器不但具備穩定性能強、光線(xiàn)質(zhì)量好等優(yōu)勢，并且具備輸出譜線(xiàn)窄、關(guān)聯(lián)性好等優(yōu)勢。它在鈉導星技術(shù)性、多譜勒風(fēng)雷達探測、光纖通信、高精密激光測距、引力波檢測、非線(xiàn)性光學(xué)、工業(yè)生產(chǎn)和國防安全等行業(yè)激發(fā)著(zhù)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(cháng)覆蓋面廣、輸出功率擴展性強等優(yōu)勢，獲得了普遍的關(guān)心和運用?？墒?，針對固態(tài)固體激光器，要完成平穩的單縱模運作，必須按照不一樣的作業(yè)標準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)競爭的短腔法、F-P規范實(shí)際法、清除室內空間孔效用的單邊環(huán)腔法、轉動(dòng)慣量腔法和應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。根據積極設備的操縱，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，但其機構和自動(dòng)控制系統比較繁雜。除此之外，當單獨模具挑選構造不可以合理完成單獨豎直模具輸出時(shí)，還可以選用多種多樣構造復合型的方式 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)運用的員工帶來(lái)參照。
一.短腔法
針對具備固定不動(dòng)主要參數的諧振器，明確了可以在腔內串聯(lián)諧振的豎向模具，其縱向模具間距與腔長(cháng)反比。當固體激光器運作時(shí)，因為豎向模具中間的市場(chǎng)競爭，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可以用收獲線(xiàn)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作的最立即的方式。
二、規范具法。
將規范具選模插進(jìn)諧振器的方式 與基本原理上的短腔法有一些類(lèi)似，即在合理收獲網(wǎng)絡(luò )帶寬范疇內只運行一個(gè)縱模。不同點(diǎn)取決于，規范具法是運用規范具的窄線(xiàn)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)競爭環(huán)節中被過(guò)慮，由于透射系數小，進(jìn)而完成單縱模的運作。根據操縱規范具的方面和溫度，還能夠得到可調式輸出。
3.單邊環(huán)狀腔法。
理論上，諧振器內的方式市場(chǎng)競爭將使主震蕩模在腔內以單縱模振蕩。殊不知，在具體的固體激光器中，因為腔內的光場(chǎng)是波場(chǎng)，翻轉顆粒的數目也會(huì )在室內空間中遍布不勻稱(chēng)，受室內空間燒孔效用的危害。當主震蕩模的波腹與別的縱模的波節合理重疊時(shí)，2個(gè)縱模很有可能在不一樣的室內空間震蕩。將諧振器設計方案成單邊運轉的環(huán)狀腔，可有效的防止室內空間燒孔效用的危害，完成單縱模運作。單邊環(huán)狀腔的象征性構造是是非非平面圖環(huán)狀腔（NPRO）。
4.扭曲模芯法。
轉動(dòng)慣量模芯法還能夠清除室內空間燒孔效用的危害。轉動(dòng)慣量模芯法是將光根據偏位器置放在結晶兩邊的1/4半波片，使收獲物質(zhì)內光場(chǎng)聯(lián)合分布，抑止多縱模耗費翻轉顆粒數，從源頭上清除室內空間燒孔效用。
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(cháng)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.復合型法包含復合型腔法和復合結構法。復合腔是相比于簡(jiǎn)易腔的定義，它指的是在諧振腔之中普遍存在著(zhù)好幾條環(huán)路，每條光路稱(chēng)之為一個(gè)子諧振腔，達到2個(gè)腔串聯(lián)諧振標準的縱模才可以?xún)?yōu)先選擇起振。典型性復合型腔構造有干預式復合型腔，在其中又涉及了Michelson干預式復合型腔和Fox-Smith干預式復合型腔，他們是應用干涉儀替代反射鏡片做為內窺鏡。M和M1構成一個(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，震蕩核心頻率應并且達到2個(gè)腔的震蕩標準，因而縱模間距將變?yōu)槎磺婚L(cháng)的函數公式，調整子腔腔長(cháng)擴大縱模間距，有益于單縱模輸出。復合型腔盡管可以有效的提升選模精密度，但構造繁瑣不有利于調整，可靠性比較有限。復合結構法是應用多種多樣構造緊密結合的方式，因為制作工藝或本身特點(diǎn)等限定，應用單種構造沒(méi)法合理對縱模開(kāi)展挑選時(shí)，可復合型多種多樣構造來(lái)提升單縱模的出模率。
前文匯總了完成單縱模的幾類(lèi)普遍計劃方案。短腔法和規范具法雖構造簡(jiǎn)易低成本，可功率受到限制。單邊環(huán)狀腔法和轉動(dòng)慣量模腔法清除了室內空間縱模市場(chǎng)競爭產(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)則取決于對寬帶網(wǎng)絡(luò )寬收獲物質(zhì)的選女模特性比較有限。根據以上計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(zhù)。復合型法選模精密度更高一些，可以合理挑選單縱模，缺點(diǎn)取決于構造繁瑣，抗干擾性低，可靠性較弱。
