به تازگی ، تیم تحقیقاتی به سرپرستی ژانگ تیانشو ، محقق موسسه اپتیک و مکانیک آکادمی علوم چین در Hefei ، پیشرفت جدیدی را در تحقیقات فناوری لیزر تک فرکانس مداوم تمام دولت انجام داده است. یافته های مربوطه در ژورنال نوری مشهور بین المللی اپتیک و فناوری لیزر منتشر شده است.
این تیم از یک حفره حلقه چهار آینه با یک LD تک انتهایی ND: Yvo₄ (Neodymium-doped yttrium yttrium vanadate) برای تولید 1064-} خروجی لیزر تک فرکانس مداوم استفاده کرد. آنها با ترکیب فناوری قفل فرکانس مولکولی ید ، کنترل دقیقی بر فرکانس لیزر خروجی کسب کردند. پیش بینی می شود این یافته های تحقیق به عنوان مؤلفه های اصلی ابزارها و تجهیزات نظارت بر محیط زیست ، مانند مواردی که برای آلودگی جوی و تشخیص گاز گلخانه ای استفاده می شود ، خدمت کند و از این طریق پشتیبانی قوی برای حفاظت از محیط زیست جوی و تحقیقات تغییرات آب و هوا را فراهم کند.
ویژگی های تک فرکانس لیزر آن را به یک مؤلفه اصلی ایده آل برای ابزارهای نظارت بر محیط زیست تبدیل می کند و برنامه هایی مانند تشخیص ترکیبات آلی بی ثبات جوی ، میدان های بادی جوی و محیط های نزدیک فضای را امکان پذیر می کند. لیزرهای تک فرکانس مداوم نیز در زمینه هایی مانند تقویت کننده های لیزر ، تشخیص موج گرانشی و اپتیک کوانتومی مورد استفاده قرار می گیرند. پیشرفت در فناوری لیزر تک فرکانس به طور قابل توجهی توسعه سنجش از راه دور جوی را ارتقا داده است. این برنامه ها نه تنها به لیزر نیاز دارند تا یک فرکانس واحد را منتشر کند بلکه در فرکانس لیزر نیز دارای ثبات دقیق است. با این حال ، لیزرهای نیمه هادی موجود و لیزرهای فیبر محدودیت هایی در سازگاری با محیط زیست و تلاش برای برآورده کردن خواسته های برنامه های با کارایی بالا دارند.
شکل 1 نمودار شماتیک از یک لیزر مداوم تک فرکانس کاملاً جامد 1064 نانومتر
شکل 2 ویژگی های پهنای باند لیزر و پایداری فرکانس تحت کنترل قفل شده
شکل 3 نمودار فیزیکی ظاهر سیستم لیزر و طرح داخلی
تیم تحقیق یک ساختار حفره تشدید کننده حلقه را همراه با فناوری قفل فرکانس جذب مولکولی ید برای دستیابی به ثبات فرکانس بلند مدت برای لیزرهای تک فرکانس اتخاذ کرد. این فناوری فرکانس لیزر را به بالهای جانبی طیف جذب خاص مولکول ید قفل می کند و از کنترل بازخورد برای تنظیم طول حفره طنین انداز استفاده می کند ، در نتیجه به ثبات فرکانس با دقت بالا می رسد. نتایج نشان می دهد که کیفیت پرتو لیزر بسیار عالی است ، با عوامل M2 1.05 (جهت افقی) و 1.19 (جهت عمودی) ، که نشانگر ویژگی های توزیع مکانی خوب است. پهنای باند لیزر خروجی کمتر از 10 مگاورتز است که ویژگی های یک فرکانس خوب را نشان می دهد. در حالت اجرا آزاد ، رانش فرکانس لیزر در یک بازه زمانی خاص از 200 مگاهرتز فراتر می رود. با این حال ، در حالت قفل شده ، لیزر ثبات فرکانس را در 4 megahertz ± پس از کار مداوم به مدت 7 ساعت حفظ می کند ، به طور قابل توجهی پایداری فرکانس را بهبود می بخشد. علاوه بر این ، برای برآورده کردن نیازهای آینده برای ادغام دستگاه ، مانند مینیاتوریزاسیون لیزر و ثبات ، طراحی مهندسی و ادغام سیستم لیزر مداوم تک فرکانس مبتنی بر اتصال به مکانیکی-مکانیکی-حرارتی تحقق یافته است.
