挑选固态激光器单纵模的七种方式

说到单纵模和多纵模的差别，最先要掌握纵模的方式布局图(即频谱图)，横坐标的参量是頻率，即纵模意味着頻率，单纵模就是指只有一个核心頻率。

单纵模固体激光器又被称为单频固体激光器，其优点是輸出激光器方式不但达到单横方式，并且达到单纵模式，其谐振器内仅有单纵模震动，輸出光照强度遍布高。单频固体激光器除开具备较好的单色性和专一性外，还具备一般固体激光器难以实现的有关长短长、谱线宽度窄的特性，多纵模固体激光器为多纵模，光谱线宽度较宽。

与多模光纤运作的固体激光器对比，单纵模固体激光器不但具备稳定性能强、光线质量好等优势，并且具备輸出谱线窄、关联性好等优势。它在钠导星技术性、多谱勒风雷达探测、光纤通信、高精密激光测距、引力波检测、非线性光学、工业生产和国防安全等行业激发着关键功效。在其中，固态单纵模固体激光器具备工作中光波长覆盖面广、输出功率扩展性强等优势，获得了普遍的关心和运用。可是，针对固态固体激光器，要完成平稳的单纵模运作，必须按照不一样的作业标准使用不一样的纵模挑选技术性。

普遍的模具挑选技术性包含提高方式市场竞争的短腔法、F-P规范实际法、清除室内空间孔效用的单边环腔法、转动惯量腔法和应用散射腔的体布拉格光栅尺法。以上技术性工作中在阀值周边或在一定的输出功率范畴内工作中，造成单纵模激光器輸出动能较低。为了更好地改进輸出动能问题，种籽引入技术性问世了。根据积极设备的操纵，可以合理地变大单纵模激光器，完成大功率或高效率能量的輸出，但其机构和自动控制系统比较繁杂。除此之外，当单独模具挑选构造不可以合理完成单独竖直模具輸出时，还可以选用多种多样构造复合型的方式 开展竖直模具挑选。以上方式都有优点和缺点，适用自然环境也不一样。文中融合了一些事例，从单竖直模具挑选方式和单竖直模具激光发生器运用2个层面开展了汇总，期待为从业固态单竖直模具激光发生器产品研发及有关运用的员工带来参照。

一.短腔法

针对具备固定不动主要参数的谐振器，明确了可以在腔内串联谐振的竖向模具，其纵向模具间距与腔长反比。当固体激光器运作时，因为竖向模具中间的市场竞争，仅有收获网络带宽中的竖向模具更非常容易保存。輸出激光器的竖向模具总数可以用收获线距和竖向模具间距的比率来叙述。因而，减少邻近竖向模具中间的间距可以使合理网络带宽中只有一个竖向模具，这也是完成单竖向模具运作的最立即的方式。

二、规范具法。

将规范具选模插进谐振器的方式 与基本原理上的短腔法有一些类似，即在合理收获网络带宽范畴内只运行一个纵模。不同点取决于，规范具法是运用规范具的窄线距电子散射谱来提升别的纵模的损害。别的纵模在方式市场竞争环节中被过虑，由于透射系数小，进而完成单纵模的运作。根据操纵规范具的方面和溫度，还能够得到可调式輸出。

3.单边环状腔法。

理论上，谐振器内的方式市场竞争将使主震荡模在腔内以单纵模振荡。殊不知，在具体的固体激光器中，因为腔内的光场是波场，翻转颗粒的数目也会在室内空间中遍布不匀称，受室内空间烧孔效用的危害。当主震荡模的波腹与别的纵模的波节合理重叠时，2个纵模很有可能在不一样的室内空间震荡。将谐振器设计方案成单边运转的环状腔，可有效的防止室内空间烧孔效用的危害，完成单纵模运作。单边环状腔的象征性构造是是非非平面图环状腔（NPRO）。

4.扭曲模芯法。

转动惯量模芯法还能够清除室内空间烧孔效用的危害。转动惯量模芯法是将光根据偏位器置放在结晶两边的1/4半波片，使收获物质内光场联合分布，抑止多纵模耗费翻转颗粒数，从源头上清除室内空间烧孔效用。

5.体布拉格光栅尺法。

体布拉格光栅尺过虑也是完成单纵模的一种挑选。体布拉格光栅尺做为一种过虑元器件，具备良好的光电特性，可完成特殊光波长或股票波段的高反射面，具备较好的光谱仪可选择性和视角可选择性。

6.种籽注入技术性。

根据震荡器立即造成单纵模輸出的方式，功率一般较低。为了更好地得到大功率或大力量的单纵模輸出，必须在原来特性的根基上开展光变大，可以利用种籽引入技术性来完成。

7.复合型法包含复合型腔法和复合结构法。复合腔是相比于简易腔的定义，它指的是在谐振腔之中普遍存在着好几条环路，每条光路称之为一个子谐振腔，达到2个腔串联谐振标准的纵模才可以优先选择起振。典型性复合型腔构造有干预式复合型腔，在其中又涉及了Michelson干预式复合型腔和Fox-Smith干预式复合型腔，他们是应用干涉仪替代反射镜片做为内窥镜。M和M1构成一个子谐振腔，M和M2组成另一个子谐振腔，震荡光先后在2个腔中来回，震荡核心頻率应并且达到2个腔的震荡标准，因而纵模间距将变为二腔腔长的函数公式，调整子腔腔长扩大纵模间距，有益于单纵模輸出。复合型腔尽管可以有效的提升选模精密度，但构造繁琐不有利于调整，可靠性比较有限。复合结构法是应用多种多样构造紧密结合的方式，因为制作工艺或本身特点等限定，应用单种构造没法合理对纵模开展挑选时，可复合型多种多样构造来提升单纵模的出模率。

前文汇总了完成单纵模的几类普遍计划方案。短腔法和规范具法虽构造简易低成本，可功率受到限制。单边环状腔法和转动惯量模腔法清除了室内空间纵模市场竞争产生的危害，提升了輸出单纵模的高效率，但敏感度高无法调整。体华沙光栅尺法优点取决于光栅尺特性不容易受环境温度危害可靠性高，缺点则取决于对宽带网络宽收获物质的选女模特性比较有限。根据以上计划方案虽可完成单纵模輸出，但输出功率广泛较低，种籽光引入法可在确保单纵模的条件下合理提升功率，仅仅频率特性受种籽光危害显著。复合型法选模精密度更高一些，可以合理挑选单纵模，缺点取决于构造繁琐，抗干扰性低，可靠性较弱。