ट्यूनेबल लेजर का विकास और बाजार स्थिति भाग दो

ट्यूनेबल लेजर का विकास और बाजार स्थिति (भाग दो)

का कार्य सिद्धांतट्यूनेबल लेजर

लेज़र तरंगदैर्ध्य ट्यूनिंग प्राप्त करने के लिए मोटे तौर पर तीन सिद्धांत हैं।ट्यूनेबल लेज़रोंविस्तृत फ्लोरोसेंट रेखाओं वाले कार्यशील पदार्थों का उपयोग करें। लेज़र बनाने वाले अनुनादकों में केवल एक बहुत ही संकीर्ण तरंगदैर्ध्य सीमा में बहुत कम हानि होती है। इसलिए, पहला है कुछ तत्वों (जैसे एक झंझरी) द्वारा अनुनादक के कम हानि क्षेत्र के अनुरूप तरंगदैर्ध्य को बदलकर लेज़र की तरंगदैर्ध्य को बदलना। दूसरा है कुछ बाहरी मापदंडों (जैसे चुंबकीय क्षेत्र, तापमान, आदि) को बदलकर लेज़र संक्रमण के ऊर्जा स्तर को स्थानांतरित करना। तीसरा है तरंगदैर्ध्य परिवर्तन और ट्यूनिंग को प्राप्त करने के लिए गैर-रेखीय प्रभावों का उपयोग (गैर-रेखीय प्रकाशिकी, उत्तेजित रमन बिखराव, ऑप्टिकल आवृत्ति दोहरीकरण, ऑप्टिकल पैरामीट्रिक दोलन देखें)। पहले ट्यूनिंग मोड से संबंधित विशिष्ट लेज़र डाई लेज़र, क्राइसोबेरील लेज़र, रंग केंद्र लेज़र, ट्यूनेबल उच्च दबाव गैस लेज़र और ट्यूनेबल एक्साइमर लेज़र हैं।

प्राप्ति प्रौद्योगिकी के परिप्रेक्ष्य से ट्यूनेबल लेजर मुख्य रूप से विभाजित है: वर्तमान नियंत्रण प्रौद्योगिकी, तापमान नियंत्रण प्रौद्योगिकी और यांत्रिक नियंत्रण प्रौद्योगिकी।
इनमें से, इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण तकनीक इंजेक्शन धारा को बदलकर तरंगदैर्ध्य ट्यूनिंग प्राप्त करना है, जिसमें NS-स्तर ट्यूनिंग गति, विस्तृत ट्यूनिंग बैंडविड्थ, लेकिन कम आउटपुट शक्ति होती है। यह इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण तकनीक मुख्य रूप से SG-DBR (सैंपलिंग ग्रेटिंग DBR) और GCSR लेज़र (सहायक ग्रेटिंग दिशात्मक युग्मन पश्च-नमूना प्रतिबिंब) पर आधारित है। तापमान नियंत्रण तकनीक लेज़र के सक्रिय क्षेत्र के अपवर्तनांक को बदलकर लेज़र के आउटपुट तरंगदैर्ध्य को बदलती है। यह तकनीक सरल, लेकिन धीमी है, और इसे केवल कुछ नैनोमीटर की संकीर्ण बैंड चौड़ाई के साथ समायोजित किया जा सकता है। तापमान नियंत्रण तकनीक पर आधारित मुख्य तकनीकें हैंडीएफबी लेजर(वितरित फीडबैक) और डीबीआर लेज़र (वितरित ब्रैग रिफ्लेक्शन)। यांत्रिक नियंत्रण मुख्य रूप से एमईएमएस (माइक्रो-इलेक्ट्रो-मैकेनिकल सिस्टम) तकनीक पर आधारित है ताकि तरंगदैर्ध्य का चयन पूर्ण हो सके, जिसमें बड़ी समायोज्य बैंडविड्थ और उच्च आउटपुट पावर हो। यांत्रिक नियंत्रण तकनीक पर आधारित मुख्य संरचनाएँ डीएफबी (वितरित फीडबैक), ईसीएल (बाह्य गुहा लेज़र) और वीसीएसईएल (वर्टिकल कैविटी सरफेस एमिटिंग लेज़र) हैं। ट्यूनेबल लेज़रों के सिद्धांत के इन पहलुओं की व्याख्या नीचे दी गई है।

ऑप्टिकल संचार अनुप्रयोग

ट्यूनेबल लेज़र, सघन तरंगदैर्ध्य विभाजन बहुसंकेतन प्रणाली और सर्व-ऑप्टिकल नेटवर्क में फोटॉन विनिमय की नई पीढ़ी में एक प्रमुख ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरण है। इसका अनुप्रयोग ऑप्टिकल फाइबर संचरण प्रणाली की क्षमता, लचीलेपन और मापनीयता को अत्यधिक बढ़ाता है, और विस्तृत तरंगदैर्ध्य परास में निरंतर या अर्ध-निरंतर ट्यूनिंग को साकार करता है।
दुनिया भर की कंपनियाँ और अनुसंधान संस्थान ट्यूनेबल लेज़रों के अनुसंधान और विकास को सक्रिय रूप से बढ़ावा दे रहे हैं, और इस क्षेत्र में निरंतर प्रगति हो रही है। ट्यूनेबल लेज़रों के प्रदर्शन में निरंतर सुधार हो रहा है और लागत में निरंतर कमी आ रही है। वर्तमान में, ट्यूनेबल लेज़रों को मुख्यतः दो श्रेणियों में विभाजित किया जाता है: सेमीकंडक्टर ट्यूनेबल लेज़र और ट्यूनेबल फाइबर लेज़र।
अर्धचालक लेजरऑप्टिकल संचार प्रणाली में एक महत्वपूर्ण प्रकाश स्रोत, जिसमें छोटे आकार, हल्के वजन, उच्च रूपांतरण दक्षता, बिजली की बचत आदि की विशेषताएं हैं, और अन्य उपकरणों के साथ एकल चिप ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक एकीकरण को प्राप्त करना आसान है। इसे ट्यूनेबल वितरित फीडबैक लेजर, वितरित ब्रैग मिरर लेजर, माइक्रोमोटर सिस्टम वर्टिकल कैविटी सतह उत्सर्जक लेजर और बाहरी कैविटी सेमीकंडक्टर लेजर में विभाजित किया जा सकता है।
लाभ माध्यम के रूप में ट्यूनेबल फाइबर लेज़र के विकास और पंप स्रोत के रूप में अर्धचालक लेज़र डायोड के विकास ने फाइबर लेज़रों के विकास को बहुत बढ़ावा दिया है। ट्यूनेबल लेज़र, डोप्ड फाइबर के 80nm लाभ बैंडविड्थ पर आधारित है, और लेज़िंग तरंगदैर्ध्य को नियंत्रित करने और तरंगदैर्ध्य ट्यूनिंग को साकार करने के लिए लूप में फ़िल्टर तत्व जोड़ा जाता है।
दुनिया भर में ट्यूनेबल सेमीकंडक्टर लेज़र का विकास बहुत सक्रिय है, और प्रगति भी बहुत तेज़ है। जैसे-जैसे ट्यूनेबल लेज़र लागत और प्रदर्शन के मामले में धीरे-धीरे निश्चित तरंगदैर्ध्य वाले लेज़रों के करीब पहुँच रहे हैं, संचार प्रणालियों में इनका उपयोग अनिवार्य रूप से अधिक से अधिक होगा और भविष्य के पूर्ण-ऑप्टिकल नेटवर्क में इनकी महत्वपूर्ण भूमिका होगी।

विकास की संभावना
ट्यूनेबल लेज़र कई प्रकार के होते हैं, जिन्हें आम तौर पर विभिन्न एकल-तरंगदैर्ध्य लेज़रों के आधार पर तरंगदैर्ध्य ट्यूनिंग तंत्रों को और आगे बढ़ाकर विकसित किया जाता है, और कुछ वस्तुओं की आपूर्ति अंतरराष्ट्रीय स्तर पर बाज़ार में की गई है। निरंतर ऑप्टिकल ट्यूनेबल लेज़रों के विकास के अलावा, एकीकृत अन्य कार्यों वाले ट्यूनेबल लेज़रों की भी रिपोर्ट की गई है, जैसे कि VCSEL की एकल चिप और एक विद्युत अवशोषण मॉड्यूलेटर के साथ एकीकृत ट्यूनेबल लेज़र, और एक सैंपल ग्रेटिंग ब्रैग रिफ्लेक्टर और एक अर्धचालक ऑप्टिकल एम्पलीफायर और एक विद्युत अवशोषण मॉड्यूलेटर के साथ एकीकृत लेज़र।
चूँकि तरंगदैर्घ्य ट्यूनेबल लेज़र का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, विभिन्न संरचनाओं वाले ट्यूनेबल लेज़रों को विभिन्न प्रणालियों में लागू किया जा सकता है, और प्रत्येक के अपने फायदे और नुकसान हैं। बाह्य गुहा अर्धचालक लेज़र का उपयोग इसकी उच्च आउटपुट शक्ति और निरंतर ट्यूनेबल तरंगदैर्घ्य के कारण परिशुद्धता परीक्षण उपकरणों में एक वाइडबैंड ट्यूनेबल प्रकाश स्रोत के रूप में किया जा सकता है। फोटॉन एकीकरण और भविष्य के सर्व-ऑप्टिकल नेटवर्क की आवश्यकताओं को पूरा करने के दृष्टिकोण से, नमूना ग्रेटिंग डीबीआर, सुपरस्ट्रक्चर्ड ग्रेटिंग डीबीआर और मॉड्यूलेटर और एम्पलीफायरों के साथ एकीकृत ट्यूनेबल लेज़र, Z के लिए आशाजनक ट्यूनेबल प्रकाश स्रोत हो सकते हैं।
बाह्य गुहा युक्त फाइबर ग्रेटिंग ट्यूनेबल लेज़र भी एक आशाजनक प्रकाश स्रोत है, जिसमें सरल संरचना, संकीर्ण रेखा चौड़ाई और आसान फाइबर युग्मन क्षमता है। यदि ईए मॉड्यूलेटर को गुहा में एकीकृत किया जा सकता है, तो इसका उपयोग उच्च गति ट्यूनेबल ऑप्टिकल सॉलिटॉन स्रोत के रूप में भी किया जा सकता है। इसके अलावा, फाइबर लेज़रों पर आधारित ट्यूनेबल फाइबर लेज़रों ने हाल के वर्षों में उल्लेखनीय प्रगति की है। यह उम्मीद की जा सकती है कि ऑप्टिकल संचार प्रकाश स्रोतों में ट्यूनेबल लेज़रों के प्रदर्शन में और सुधार होगा, और बाजार हिस्सेदारी धीरे-धीरे बढ़ेगी, और इसके अनुप्रयोग की संभावनाएँ बहुत उज्ज्वल होंगी।