1. Усилительная среда

В качестве ядра, создаваемого лазером, усиливающая среда определяет основной диапазон длин волн лазера. Общие типы включают полупроводниковые материалы (например, InP, GaAs), легированные оптические волокна (например, легированные эрбием, легированные иттербием) или твердые кристаллы (например, титановые драгоценные камни). Его особенность заключается в том, что он может стимулировать электронный скачок с помощью электрической или оптической накачки, чтобы реализовать инверсию числа частиц и обеспечить лазеру начальную способность к оптическому усилению.

2. Резонатор

Резонатор состоит из двух или более зеркал, образующих контур обратной связи света. В настраиваемых лазерах полость часто интегрирует элементы выбора длины волны, такие как стандартный прибор Фабри - Перо (F - P), дифракционная решетка или микроциклический резонатор. Эти элементы, такие как « спектральное сито», позволяют только свет определенной длины волны резонансно усиливаться в полости, а остальная длина волны подавляется, что обеспечивает выбор длины волны.

3. Орган настройки длины волны

Механическая настройка: тонкая настройка угла решетки или длины полости с помощью пьезоэлектрической керамики (PZT) для достижения нанометрового шага длины волны с высокой точностью, но более медленной скоростью.

Настройка тока / температуры: изменение тока инжекции или температуры полупроводникового лазера, тонкая настройка структуры энергетического пояса, подходит для быстрой настройки узкого диапазона.

Электрическая / термооптическая настройка: использование электрического поля или теплового эффекта для изменения скорости преломления волновода в интегрированной оптической цепи для достижения высокоскоростной и миниатюризированной настройки.

Система контроля и обратной связи

Современные настраиваемые лазеры оснащены сложными электронными системами управления, интегрированными блокировщиками длины волны (например, волномерами или опорными газовыми абсорбционными пулами), контролирующими выходную длину волны в режиме реального времени и регулирующими механизмами настройки с помощью замкнутой обратной связи, чтобы обеспечить долгосрочную стабильность длины волны с точностью ± 0,01 нм.

5. Выходная связь

Частичное зеркало или связующее устройство, расположенное на одном конце резонатора, отвечает за вывод энергии лазера, накапливаемой в полости, в контролируемом масштабе. Его пропускная способность должна быть точно спроектирована, чтобы сбалансировать внутриполостное усиление и выходную мощность, чтобы обеспечить эффективный и стабильный выход луча.

Изоляция и стабилизация частоты

Встроенные оптические сепараторы предотвращают помехи лазерам от отраженного света; Модуль управления температурой (TEC) поддерживает постоянную температуру основных компонентов, избегая колебаний окружающей среды, влияющих на точность длины волны.