ट्यूनेबल नैरो-लाइनविड्थ लेजरों का मुख्य तकनीकी मार्ग

मुख्य तकनीकी मार्गट्यून करने योग्य संकीर्ण-लाइनविड्थ लेजर

ट्यूनेबल के मुख्य तकनीकी मार्गसंकीर्ण-लाइनविड्थ लेजरअर्धचालक बाहरी गुहाओं के साथ

ट्यून करने योग्य नैरो-लाइनविड्थ लेज़र परमाणु भौतिकी, स्पेक्ट्रोस्कोपी, क्वांटम सूचना, सुसंगत संचार, रिमोट सेंसिंग और सटीक मापन जैसे क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोगों का आधार हैं। इन क्षेत्रों में, सरल, सस्ते, संकीर्ण लाइनविड्थ और व्यापक ट्यूनिंग रेंज वाले लेज़र इस तकनीक के नए अनुप्रयोगों को आगे बढ़ाते रहेंगे।

पिछले 50 वर्षों में, इतिहाससमायोज्य प्रकाश स्रोतTLS लेज़र ने लेज़र प्रौद्योगिकी के विकास को काफी हद तक प्रतिबिंबित किया है। प्रारंभिक डाई लेज़रों को बाहरी गुहा डायोड लेज़रों (ECDL) द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया गया है, जबकि उच्च-शक्ति प्रणालियों में ट्यूनेबल सॉलिड-स्टेट लेज़रों (जैसे टाइटेनियम-सैफायर लेज़र) या ऑप्टिकल पैरामीट्रिक ऑसिलेटर (OPO) का उपयोग करने वाले आवृत्ति-परिवर्तित Nd:YAG लेज़रों का वर्चस्व है। स्थिर बाहरी गुहाओं के बिना डायोड लेज़रों ने कम लागत और कम प्रदर्शन वाले बाज़ार में व्यावसायिक DFB लेज़र और DBR डायोड के साथ अपनी जगह बनाई है, जिनकी लाइन चौड़ाई 500kHz जितनी संकीर्ण है। हाल ही में, फाइबर लेज़रों और परिवर्तनीय-आवृत्ति फाइबर लेज़रों ने विभिन्न डिज़ाइनों के साथ कई सॉलिड-स्टेट प्रणालियों को प्रतिस्थापित करना शुरू कर दिया है, जो उच्च शक्ति और अधिक ट्यूनेबिलिटी, या संकीर्ण लाइन चौड़ाई प्रदान करते हैं। आजकल, आवृत्ति कॉम्ब्स के उद्भव से उत्कृष्ट स्थिरता और सटीकता बनाए रखते हुए किसी भी तरंग दैर्ध्य पर आवृत्ति-स्थिर लेज़र प्राप्त करना संभव हो गया है। हालांकि, इसके बावजूद, बाहरी गुहासेमीकंडक्टर लेजरअपनी सरलता, बहुकार्यक्षमता, सम्मानजनक प्रदर्शन और बहुत कम लागत के कारण यह आज भी कई प्रयोगशालाओं में आमतौर पर इस्तेमाल होने वाले प्रकाश स्रोत के रूप में अपनी स्थिति बनाए रखता है।

वर्तमान में, बाह्य गुहा अर्धचालकों वाले ट्यूनेबल नैरो-लाइनविड्थ लेज़रों का व्यापक रूप से निम्नलिखित क्षेत्रों में उपयोग किया जा रहा है:

लेजर शीतलन और कैप्चर

बोस-आइंस्टीन संघनन

क्वांटम प्रकाशिकी: संपीड़ित प्रकाश

विद्युतचुंबकीय पारदर्शी और धीमी रोशनी

समय और आवृत्ति मानक

लेजर स्पेक्ट्रोस्कोपी

ट्यूनेबल नैरो-लाइनविड्थ लेज़र आमतौर पर एक कंट्रोलर, एक लेज़र डायोड और एक फ़्रीक्वेंसी सेलेक्शन मॉड्यूल से मिलकर बने होते हैं। उदाहरण के लिए, लेज़र फ़्रीक्वेंसी सेलेक्शन और ट्यूनिंग के लिए ग्रेटिंग का उपयोग किया जाता है, या कैट्स आई स्ट्रक्चर पर आधारित फ़िल्टर आदि। एक्सटर्नल कैविटी सेमीकंडक्टर वाले ट्यूनेबल नैरो-लाइनविड्थ लेज़रों की महत्वपूर्ण विशेषताओं में नैरो लेज़र लाइनविड्थ, कम फ़्रीक्वेंसी ड्रिफ्ट और विस्तृत ट्यूनिंग रेंज आदि शामिल हैं। ये उत्कृष्ट विशेषताएँ एक अत्यंत उत्कृष्ट लेज़र ड्राइव सर्किट, लेज़र की समग्र यांत्रिक स्थिरता और फ़्रीक्वेंसी सेलेक्शन के सिद्धांत पर निर्भर करती हैं। लेज़र की उच्चतर फ़्रीक्वेंसी स्थिरता प्राप्त करने के लिए, विभिन्न प्रकार के लेज़र फ़्रीक्वेंसी-लॉकिंग मॉड्यूल जोड़े जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, ऑप्टिकल सुपर-स्टेबल कैविटी पर लेज़र तरंगदैर्ध्य को लॉक करने के लिए PDH फ़्रीक्वेंसी स्थिरीकरण तकनीक का उपयोग करके, लेज़र की लाइनविड्थ को 1 Hz के स्तर तक कम किया जा सकता है, और फ़्रीक्वेंसी स्थिरता < 3× 10⁻¹⁵ @ 1 सेकंड तक पहुँच सकती है।