ट्यूनेबल संकीर्ण-लाइनविड्थ लेज़रों का मुख्य तकनीकी मार्ग

का मुख्य तकनीकी मार्गट्यूनेबल संकीर्ण-लाइनविड्थ लेज़र

ट्यूनेबल के मुख्य तकनीकी मार्गसंकीर्ण-लाइन-चौड़ाई वाले लेज़रअर्धचालक बाहरी गुहाओं के साथ

ट्यूनेबल संकीर्ण-लाइन-चौड़ाई वाले लेज़र परमाणु भौतिकी, स्पेक्ट्रोस्कोपी, क्वांटम सूचना, सुसंगत संचार, सुदूर संवेदन और परिशुद्ध मापन जैसे क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोगों का आधार हैं। इन क्षेत्रों में, सरल, सस्ते, संकीर्ण लाइन-चौड़ाई और व्यापक ट्यूनिंग रेंज वाले लेज़र इस तकनीक के नए अनुप्रयोगों को आगे बढ़ाते रहेंगे।

पिछले 50 वर्षों के इतिहास में,ट्यूनेबल प्रकाश स्रोतटीएलएस लेज़र ने लेज़र तकनीक के विकास को काफ़ी हद तक प्रतिबिंबित किया है। शुरुआती डाई लेज़रों का स्थान अब बाह्य गुहा डायोड लेज़रों (ईसीडीएल) ने ले लिया है, जबकि उच्च-शक्ति प्रणालियों में ट्यूनेबल सॉलिड-स्टेट लेज़रों (जैसे टाइटेनियम-सैफायर लेज़र) या ऑप्टिकल पैरामीट्रिक ऑसिलेटर्स (ओपीओ) का उपयोग करने वाले फ़्रीक्वेंसी-रूपांतरित एनडी:वाईएजी लेज़रों का बोलबाला है। स्थिर बाह्य गुहाओं वाले डायोड लेज़रों ने कम लागत और कम प्रदर्शन वाले बाज़ार को 500kHz जितनी संकरी लाइन चौड़ाई वाले वाणिज्यिक डीएफबी लेज़र और डीबीआर डायोड से भर दिया है। हाल ही में, फ़ाइबर लेज़रों और परिवर्तनीय-आवृत्ति फ़ाइबर लेज़रों ने विभिन्न डिज़ाइनों वाली कई सॉलिड-स्टेट प्रणालियों का स्थान लेना शुरू कर दिया है, जो उच्च शक्ति और बेहतर ट्यूनेबिलिटी, या संकरी लाइन चौड़ाई प्रदान करती हैं। आजकल, फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब्स के आगमन से उत्कृष्ट स्थिरता और सटीकता बनाए रखते हुए किसी भी तरंगदैर्ध्य पर फ़्रीक्वेंसी-स्थिरीकृत लेज़र प्राप्त करना संभव हो गया है। हालाँकि, इसके बावजूद, बाह्य गुहा लेज़रों की तुलना में, यह कम-शक्ति लेज़रों के लिए अधिक उपयुक्त है।अर्धचालक लेजरअपनी सादगी, बहु-कार्यक्षमता, सम्मानजनक प्रदर्शन और बहुत कम लागत के कारण यह अभी भी कई प्रयोगशालाओं में आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले प्रकाश स्रोत के रूप में अपनी स्थिति बनाए हुए है।

वर्तमान में, बाह्य गुहा अर्धचालकों के साथ ट्यूनेबल संकीर्ण-लाइनविड्थ लेज़रों का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है:

लेज़र कूलिंग और कैप्चर

बोस-आइंस्टीन संघनन

क्वांटम प्रकाशिकी: संपीड़ित प्रकाश

विद्युत चुम्बकीय पारदर्शी और धीमी रोशनी

समय और आवृत्ति मानक

लेजर स्पेक्ट्रोस्कोपी

ट्यूनेबल संकीर्ण-लाइनविड्थ लेज़र आमतौर पर एक नियंत्रक, एक लेज़र डायोड और एक आवृत्ति चयन मॉड्यूल से बने होते हैं। उदाहरण के लिए, लेज़र आवृत्ति चयन और ट्यूनिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले ग्रेटिंग, या बिल्ली की आँख जैसी संरचना पर आधारित फ़िल्टर आदि। बाह्य गुहा अर्धचालकों वाले ट्यूनेबल संकीर्ण-लाइनविड्थ लेज़रों की महत्वपूर्ण विशेषताओं में संकीर्ण लेज़र लाइनविड्थ, निम्न आवृत्ति बहाव और विस्तृत ट्यूनिंग रेंज आदि शामिल हैं। और ये उत्कृष्ट विशेषताएँ एक अत्यंत उत्कृष्ट लेज़र ड्राइव सर्किट, लेज़र की समग्र यांत्रिक स्थिरता और आवृत्ति चयन के सिद्धांत पर निर्भर करती हैं। लेज़र की उच्च आवृत्ति स्थिरता प्राप्त करने के लिए, विभिन्न प्रकार के लेज़र आवृत्ति-लॉकिंग मॉड्यूल जोड़े जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, ऑप्टिकल सुपर-स्थिर गुहा पर लेज़र तरंगदैर्ध्य को लॉक करने के लिए PDH आवृत्ति स्थिरीकरण तकनीक का उपयोग करके, लेज़र की लाइनविड्थ को 1 हर्ट्ज के स्तर तक संकुचित किया जा सकता है, और आवृत्ति स्थिरता <3×10-15 @ 1 सेकंड तक पहुँच सकती है।