RP Fiber Power | 波長調諧
對于某些應用，要求激光光束的波長(以及頻率)可以在一定范圍內(nèi)調諧。關于可調諧激光器的文章討論了具有可調輸出波長的各種類型的激光器，而本文解釋了幾種波長調諧的方法。 i=`@)E
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通過增益介質調諧 5J*h7
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第一種方法是影響激光增益介質，改變最大增益的波長，輸出波長也相應變化(圖1)。這種方法通常應用于在多個諧振模式下運行的激光器，其中光譜的“重心”可以連續(xù)地調諧。該方法也可以應用于單頻激光器，但通常會導致模式跳變，而不是連續(xù)調諧。 m$^v/pLkM
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圖1:通過移動激光增益光譜進行波長調諧。 (x8D ]a
激光二極管通常通過溫度來調諧，例如通過改變安裝半導體激光二極管的熱電冷卻器的驅動電流或半導體激光二極管本身的驅動電流。通常，激光二極管的調諧范圍為≈ +0.3 nm/K，以這種方式實現(xiàn)的總調諧范圍可能為幾納米寬。諧振器模式頻率也會受到溫度變化的影響，但它們的反應不如增益頻譜強烈。在單頻操作的情況下，如果采取適當?shù)拇胧﹣磉m當?shù)卣{諧諧振頻率并抑制模式跳變，則可以在更寬范圍內(nèi)實現(xiàn)連續(xù)調諧。例如，對于外腔二極管激光器，諧振器長度可以與驅動電流一起調諧(見下文)。 =\x(Rs3
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用腔內(nèi)濾波器調諧 dQPW9~g8Hg
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第二種方法是將可調諧濾光片引入激光諧振器，該濾波器在某些可調波長處具有明顯的最小損耗(圖2)。這使得可以影響最大凈增益的波長，激光器通常被迫在該波長下工作。更準確地說，激光器通常在一個或幾個諧振器模式下工作，其中激光所需的增益介質的反轉電平(即產(chǎn)生等于諧振腔損耗的增益)接近其最小值。在穩(wěn)定狀態(tài)(對于連續(xù)波操作)下，激光波長的光具有零往返凈增益，并且所有其他波長每次諧振器往返的凈增益為負(假設增益光譜均勻變寬)。注意，即使只有輕微的負凈增益，也可以完全抑制激光。 'n7Ld6%1
[attachment=121241] 圖2:通過諧振器損耗進行波長調諧。 `j(-y`fo
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這種調諧方法常用于固態(tài)激光器。激光器的寬波長調諧范圍需要增益介質的寬增益帶寬。一些寬帶增益介質，如Ti：sapphire 和 Cr:ZnSe 允許調諧超過數(shù)百納米。獲得的調諧范圍通常是可以實現(xiàn)足夠凈增益的波長范圍。其極限通常由發(fā)射截面變得太低或諧振器損耗變得太高的點來設定。在某些情況下，調諧范圍可能更小，因為存在激發(fā)態(tài)吸收，或者因為無法充分抑制具有最大激光增益的波長處的寄生激光。在某些光纖激光器中，反轉電平(以及極端波長的增益)受到最大增益波長附近的放大自發(fā)輻射的限制。 |BE`ASW;
Q|nGY:98
[attachment=121242] 圖3:Yb:YAG 激光器的波長調諧:計算20 W 泵浦功率的輸出功率(藍色)和閾值泵浦功率(灰色)。 ]|K@ 0,
虛線曲線是在輸出耦合器傳輸減少的情況下計算的，這拓寬了調諧范圍，同時影響了最大輸出功率。 _iZ9Ch\
體激光諧振器中常用的調諧元件有: y (=$z/
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l標準具(法布里-珀羅干涉儀)或雙折射調諧器(Lyot 濾波片),可以旋轉以調整最大透射率的波長 cp3O$S
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