在(zai)光(guang)通信(xin)、精密(mi)光(guang)譜(pu)、生(sheng)物(wu)傳感(gan)與(yu)量(liang)子(zi)技術(shu)等前(qian)沿(yan)領域(yu),可(ke)調(tiao)諧激(ji)光(guang)器(qi)能(neng)夠精(jing)準輸出固定(ding)波長的單色(se)光(guang),並在(zai)寬(kuan)譜(pu)範圍內連(lian)續(xu)調(tiao)色(se)。其復(fu)雜而(er)精密(mi)的內(nei)部結(jie)構(gou),是實現波長靈活(huo)操(cao)控的(de)物(wu)理基石(shi)。深(shen)入了(le)解(jie)可(ke)調(tiao)諧激(ji)光(guang)器(qi)核(he)心部(bu)件的功能與(yu)特點(dian),才能真正駕馭(yu)它。

1、增益(yi)介(jie)質(zhi)
作為(wei)激光(guang)產(chan)生(sheng)的核心,增益(yi)介(jie)質(zhi)決定(ding)激光(guang)的基本(ben)波長範圍。常見類型(xing)包(bao)括半(ban)導體材(cai)料(liao)(如InP、GaAs)、摻(chan)雜光(guang)纖(xian)(如摻(chan)鉺、摻(chan)鐿(yi))或固體晶體(如鈦寶(bao)石(shi))。其特點(dian)在(zai)於(yu)能(neng)通過(guo)電(dian)泵浦(pu)或光(guang)泵浦(pu)激發電(dian)子(zi)躍遷(qian),實現粒子(zi)數反(fan)轉,為(wei)激光(guang)提(ti)供初始光(guang)放大能力(li)。
2、諧振(zhen)腔
諧振(zhen)腔由兩(liang)個(ge)或多個反(fan)射鏡(jing)構(gou)成,形成光(guang)反(fan)饋回(hui)路。在(zai)可(ke)調(tiao)諧激(ji)光(guang)器(qi)中,腔體常集成波長選(xuan)擇元(yuan)件,如法(fa)布裏-珀羅(luo)(F-P)標(biao)準具、衍(yan)射光(guang)柵或微環(huan)諧振(zhen)器(qi)。這(zhe)些(xie)元件(jian)如同(tong)“光(guang)譜(pu)篩(shai)子(zi)”,僅允(yun)許特定(ding)波長的光(guang)在(zai)腔內(nei)共振(zhen)放大,其余(yu)波長則被抑(yi)制,從而(er)實現波長選(xuan)擇。
3、波長調(tiao)諧機(ji)構
機械(xie)調(tiao)諧:通(tong)過(guo)壓(ya)電(dian)陶瓷(PZT)微調(tiao)光(guang)柵角(jiao)度(du)或腔長,實現納(na)米級(ji)波長步進(jin),精(jing)度(du)高(gao)但(dan)速度(du)較慢。
電(dian)流/溫度(du)調(tiao)諧:改(gai)變半(ban)導體激光(guang)器(qi)的(de)註入電流(liu)或溫度(du),微(wei)調(tiao)能(neng)帶結(jie)構(gou),適用於(yu)窄(zhai)範圍快(kuai)速調(tiao)諧。
電(dian)光(guang)/熱光(guang)調(tiao)諧:在(zai)集成光(guang)路中利用電場或熱效(xiao)應改變(bian)波導折(zhe)射率,實現高速、小型(xing)化(hua)調(tiao)諧。
4、控制與(yu)反(fan)饋系統(tong)
現代可(ke)調(tiao)諧激(ji)光(guang)器(qi)配(pei)備精(jing)密(mi)的電(dian)子(zi)控制系統(tong),集成波長鎖定(ding)器(qi)(如(ru)波長計或參考(kao)氣(qi)體吸收池(chi)),實時(shi)監測輸(shu)出(chu)波長,並通(tong)過(guo)閉(bi)環(huan)反(fan)饋調(tiao)節(jie)調(tiao)諧機(ji)構,確保(bao)波長長期(qi)穩(wen)定(ding),精度(du)可(ke)達±0.01nm。
5、輸(shu)出耦(ou)合(he)器(qi)
位(wei)於(yu)諧振(zhen)腔壹(yi)端的部(bu)分(fen)反(fan)射鏡(jing)或耦(ou)合(he)器(qi),負責將腔內(nei)積(ji)累的(de)激(ji)光(guang)能量(liang)以(yi)可(ke)控比(bi)例(li)輸出(chu)。其透射率需(xu)精(jing)確設計,平衡腔內(nei)增(zeng)益(yi)與(yu)輸(shu)出功率,確保(bao)高效(xiao)穩(wen)定(ding)的光(guang)束輸(shu)出(chu)。
6、隔(ge)離與(yu)穩(wen)頻(pin)裝置(zhi)
內(nei)置(zhi)光(guang)學隔離器(qi)防(fang)止反(fan)射光(guang)幹擾(rao)激光(guang)器(qi)穩(wen)定(ding)性;溫(wen)度(du)控制模塊(TEC)則(ze)維持核心元件(jian)恒(heng)溫,避免(mian)環(huan)境(jing)波動影(ying)響(xiang)波長精度(du)。