မျဉ်းကြောင်းအကျယ် လေဆာများ

အချို့လေဆာအပလီကေးရှင်းများသည် အလွန်ကျဉ်းမြောင်းသောမျဉ်းကြောင်းရှိရန်၊ ဆိုလိုသည်မှာ ကျဉ်းမြောင်းသောရောင်စဉ်ရှိရန် လေဆာလိုအပ်သည်။ မျဉ်းကြောင်းအကျယ် လေဆာများသည် single-frequency လေဆာများကို ရည်ညွှန်းသည်၊ ဆိုလိုသည်မှာ၊ ဆိုလိုသည်မှာ လေဆာတန်ဖိုးတွင် ပဲ့တင်ထပ်သော အပေါက်မုဒ် ပါရှိပြီး၊ အဆင့် ဆူညံမှုသည် အလွန်နည်းသောကြောင့် ရောင်စဉ်တန်း သန့်စင်မှုသည် အလွန်မြင့်မားသည်။ ပုံမှန်အားဖြင့် ထိုလေဆာများသည် အလွန်နိမ့်သော ဆူညံသံများရှိသည်။

ကျဉ်းမြောင်းသော မျဉ်းဖြောင့် လေဆာ အမျိုးအစားများ မှာ အောက်ပါအတိုင်း ဖြစ်သည်။

1. Semiconductor လေဆာများ၊ ဖြန့်ဝေထားသော တုံ့ပြန်ချက်လေဆာဒိုင်အိုဒများ (DFB လေဆာများ) နှင့် ဖြန့်ဝေထားသော Bragg ရောင်ပြန်ဟပ်မှုလေဆာများ (DBR လေဆာများ) ကို 1500 သို့မဟုတ် 1000nm ဒေသတွင် အများဆုံးအသုံးပြုကြသည်။ ပုံမှန်လည်ပတ်မှုဘောင်များသည် ဆယ်ဂဏန်းမီလီဝပ် (တစ်ခါတစ်ရံ 100 မီလီဝပ်ထက်များသော) အထွက်ပါဝါနှင့် MHz များစွာ၏ လိုင်းအကျယ်ဖြစ်သည်။

2. ကျဉ်းမြောင်းသော ဖိုင်ဘာ Bragg grating ပါရှိသော single-mode fiber ဖြင့် resonator ကို တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးတာ လေဆာများဖြင့် ကျဉ်းမြောင်းသော မျဉ်းသား မျဉ်းသားများကို ရရှိနိုင်သည်၊ သို့မဟုတ် ပြင်ပပေါက် diode လေဆာကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် ရရှိနိုင်သည်။ ဤနည်းလမ်းကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့် များစွာသော kHz သို့မဟုတ် 1kHz ထက်နည်းသော အလွန်ကျဉ်းမြောင်းသောမျဉ်းကြောင်းကို ရရှိနိုင်သည်။

3. သေးငယ်သောဖြန့်ဝေတုံ့ပြန်မှုဖိုက်ဘာလေဆာများ (အထူးဖိုက်ဘာ Bragg gratings များဖြင့်ပြုလုပ်ထားသည့် ပဲ့တင်သံများ) သည် kHz အကွာအဝေးအတွင်း မျဉ်းဝဒ်များနှင့်အတူ ဆယ်မီလီဝပ်၏ အထွက်စွမ်းအားကို ထုတ်ပေးနိုင်သည်။

4. Diode-pumped solid-state body lasers များသည် non-planar ring resonators များနှင့်အတူ linewidth အများအပြားကို kHz မှ ရရှိနိုင်ပြီး output power သည် 1W အရ အတော်လေးမြင့်မားသော်လည်း၊ ပုံမှန်လှိုင်းအလျားသည် 1064nm ဖြစ်သော်လည်း၊ 1300 သို့မဟုတ် 1500nm ကဲ့သို့သော အခြားလှိုင်းအလျားဒေသများလည်း ဖြစ်နိုင်သည်။

လေဆာများ၏ ကျဉ်းမြောင်းသော linewidth ကို ထိခိုက်စေသော အဓိကအချက်များ

အလွန်ကျဉ်းမြောင်းသော radiation bandwidth (linewidth) ရှိသော လေဆာကို ရရှိရန်အတွက် အောက်ပါအချက်များအား လေဆာဒီဇိုင်းတွင် ထည့်သွင်းစဉ်းစားရန် လိုအပ်ပါသည်။

ပထမဦးစွာ၊ ကြိမ်နှုန်းတစ်ခုတည်းလုပ်ဆောင်မှုကို အောင်မြင်ရန် လိုအပ်သည်။ သေးငယ်သော အမြတ်ဘန်းဝဒ်နှင့် တိုတောင်းသော လေဆာအပေါက်ပါရှိသော အမြတ်ကြားခံကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် ၎င်းကို အလွယ်တကူ ရရှိနိုင်သည်။ ပန်းတိုင်သည် မုဒ်ခုန်ခြင်းမရှိဘဲ ရေရှည်တည်ငြိမ်သော single-frequency လုပ်ဆောင်မှုဖြစ်သင့်သည်။

ဒုတိယ၊ ပြင်ပဆူညံသံများ၏ လွှမ်းမိုးမှုကို လျှော့ချရန် လိုအပ်သည်။ ၎င်းသည် တည်ငြိမ်သော အသံပြန်ကြားစက် စနစ်ထည့်သွင်းမှု (monochrome) သို့မဟုတ် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ တုန်ခါမှုမှ အထူးကာကွယ်မှု လိုအပ်သည်။ လျှပ်စစ်စုပ်ထုတ်သော လေဆာများသည် ဆူညံမှုနည်းသော လက်ရှိ သို့မဟုတ် ဗို့အားရင်းမြစ်များကို အသုံးပြုရန် လိုအပ်ပြီး optically pumped lasers များသည် pump light source အဖြစ် ပြင်းထန်မှုနည်းသော ဆူညံသံများ လိုအပ်ပါသည်။ ထို့အပြင်၊ Faraday isolators ကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့် တုံ့ပြန်မှုအလင်းလှိုင်းအားလုံးကို ရှောင်ရှားရန် လိုအပ်သည်။ သီအိုရီအရ၊ ပြင်ပဆူညံသံသည် အမြတ်အလတ်စားတွင် အလိုအလျောက်ထုတ်လွှတ်မှုကဲ့သို့သော အတွင်းပိုင်းဆူညံသံများထက် လွှမ်းမိုးမှုနည်းသည်။ Noise frequency မြင့်သောအခါတွင် ၎င်းကို ရရှိရန် လွယ်ကူသော်လည်း noise frequency နိမ့်သောအခါ linewidth ပေါ်သက်ရောက်မှုသည် အရေးကြီးဆုံးဖြစ်သည်။

တတိယ၊ အထူးသဖြင့် အဆင့်ဆူညံသံများကို လျှော့ချရန် လေဆာ ဒီဇိုင်းကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင် ပြုလုပ်ရန် လိုအပ်ပါသည်။ တည်ငြိမ်သော ကြိမ်နှုန်းတစ်ခုတည်း လုပ်ဆောင်မှုသည် ဤကိစ္စတွင် အောင်မြင်ရန် ပို၍ခက်ခဲသော်လည်း မြင့်မားသော အတွင်းပိုင်းပါဝါနှင့် ရှည်လျားသော ပဲ့တင်သံများကို ပိုနှစ်သက်သည်။

ဆူညံသံအရင်းအမြစ်ပေါ်မူတည်၍ မတူညီသော တိုင်းတာမှုများ လိုအပ်သောကြောင့် စနစ်ကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းမှာ မတူညီသော ဆူညံသံအရင်းအမြစ်များ၏ အရေးပါမှုကို နားလည်ရန် လိုအပ်ပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ Schawlow-Townes ညီမျှခြင်းအရ မျဉ်းဝဒ်ကို မျဉ်းသားခြင်းသည် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဆူညံသံဖြင့် ဆုံးဖြတ်ပါက အမှန်တကယ်မျဉ်းဝဒ်ကို လျှော့ချရန် မလိုအပ်ပါ။

Noise Characteristics နှင့် Performance Specifications

ကျဉ်းမြောင်းသော linewidth လေဆာများ၏ ဆူညံမှုလက္ခဏာများနှင့် စွမ်းဆောင်ရည်တိုင်းတာမှုနှစ်ခုစလုံးသည် အသေးအဖွဲပြဿနာများဖြစ်သည်။ ခြားနားသော တိုင်းတာခြင်းနည်းပညာများကို entry Linewidth တွင် ဆွေးနွေးထားပြီး၊ အထူးသဖြင့် kHz အနည်းငယ် သို့မဟုတ် ထိုထက်နည်းသော linewidth များသည် တောင်းဆိုနေပါသည်။ ထို့အပြင်၊ linewidth တန်ဖိုးကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားမှသာ ဆူညံမှုလက္ခဏာအားလုံးကို မပေးနိုင်ပါ။ ပြီးပြည့်စုံသော phase noise spectrum နှင့် relative intensity noise information တို့ကို ပေးရန်လိုအပ်ပါသည်။ မျဉ်းဝဒ်တန်ဖိုးကို အနည်းဆုံး တိုင်းတာချိန် သို့မဟုတ် ရေရှည်ကြိမ်နှုန်း ပျံ့လွင့်မှုကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားသည့် အခြားအချက်အလက်များနှင့် ပေါင်းစပ်ရန် လိုအပ်သည်။

ဟုတ်ပါတယ်၊ မတူညီတဲ့ အပလီကေးရှင်းတွေမှာ မတူညီတဲ့ လိုအပ်ချက်တွေ ရှိပြီး ကွဲပြားတဲ့ တကယ့်အခြေအနေတွေမှာ ဆူညံသံစွမ်းဆောင်ရည် အညွှန်းကိန်း ဘယ်အဆင့်ကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားဖို့ လိုပါတယ်။

Narrow Linewidth Lasers ၏အသုံးချမှုများ

1. အလွန်အရေးကြီးသော အပလီကေးရှင်းတစ်ခုသည် ဖိအား သို့မဟုတ် အပူချိန်ဖိုက်ဘာအလင်းအာရုံခံကိရိယာများ၊ အမျိုးမျိုးသော interferometer sensing၊ ဓာတ်ငွေ့ကိုရှာဖွေပြီး ခြေရာခံရန် ကွဲပြားခြားနားသောစုပ်ယူမှု LIDAR ကိုအသုံးပြုကာ၊ နှင့် လေအမြန်နှုန်းကိုတိုင်းတာရန် Doppler LIDAR ကိုအသုံးပြုခြင်းကဲ့သို့သော အာရုံခံနယ်ပယ်တွင်ဖြစ်သည်။ အချို့သော fiber optic အာရုံခံကိရိယာများသည် kHz များစွာသော လေဆာမျဉ်းတစ်ကြောင်း လိုအပ်သော်လည်း LIDAT တိုင်းတာမှုများတွင် 100kHz လိုင်းအနံသည် လုံလောက်ပါသည်။

2. Optical frequency တိုင်းတာခြင်းများသည် တည်ငြိမ်မှုနည်းပညာများရရှိရန် အလွန်ကျဉ်းမြောင်းသော ရင်းမြစ်လိုင်းဝဒ်များ လိုအပ်ပါသည်။

3. Optical fiber ဆက်သွယ်ရေးစနစ်များသည် လိုင်းအကျယ်အတွက် လိုအပ်ချက်များ လျော့ရဲနေပြီး အဓိကအားဖြင့် transmitter များ သို့မဟုတ် ထောက်လှမ်းခြင်း သို့မဟုတ် တိုင်းတာခြင်းအတွက် အဓိကအသုံးပြုကြသည်။