ချိန်ညှိနိုင်သော လေဆာ၏ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုနှင့် ဈေးကွက်အခြေအနေ အပိုင်းနှစ်

ချိန်ညှိနိုင်သော လေဆာ၏ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုနှင့် ဈေးကွက်အခြေအနေ (အပိုင်းနှစ်)

အလုပ်လုပ်ပုံ အခြေခံမူချိန်ညှိနိုင်သော လေဆာ

လေဆာလှိုင်းအလျားညှိခြင်းကိုရရှိရန် အခြေခံမူသုံးခုခန့်ရှိပါသည်။ အများစုမှာချိန်ညှိနိုင်သော လေဆာများကျယ်ပြန့်သော fluorescent လိုင်းများပါသည့် အလုပ်လုပ်သော အရာများကို အသုံးပြုပါ။ လေဆာကို ဖွဲ့စည်းထားသော resonator များသည် အလွန်ကျဉ်းမြောင်းသော wavelength အတိုင်းအတာတစ်ခုအတွင်းတွင်သာ ဆုံးရှုံးမှု အလွန်နည်းပါးသည်။ ထို့ကြောင့်၊ ပထမတစ်ခုမှာ resonator ၏ ဆုံးရှုံးမှုနည်းသောဒေသနှင့် ကိုက်ညီသော wavelength ကို အချို့သောဒြပ်စင်များ (ဥပမာ grating) မှ ပြောင်းလဲခြင်းဖြင့် လေဆာ၏ wavelength ကို ပြောင်းလဲခြင်းဖြစ်သည်။ ဒုတိယမှာ ပြင်ပ parameter အချို့ (ဥပမာ magnetic field၊ temperature၊ etc.) ကို ပြောင်းလဲခြင်းဖြင့် လေဆာအကူးအပြောင်း၏ စွမ်းအင်အဆင့်ကို ပြောင်းလဲခြင်းဖြစ်သည်။ တတိယမှာ wavelength transformation နှင့် tuning ကိုရရှိရန် nonlinear effect များကို အသုံးပြုခြင်းဖြစ်သည် (nonlinear optics၊ stimulated Raman scattering၊ optical frequency doubling၊ optical parametric oscillation ကိုကြည့်ပါ)။ ပထမ tuning mode တွင်ပါဝင်သော ပုံမှန်လေဆာများမှာ dye lasers၊ chrysoberyl lasers၊ color center lasers၊ tunable high-pressure gas lasers နှင့် tunable excimer lasers တို့ဖြစ်သည်။

အကောင်အထည်ဖော်မှုနည်းပညာရှုထောင့်မှကြည့်လျှင် ချိန်ညှိနိုင်သောလေဆာကို အဓိကအားဖြင့် လက်ရှိထိန်းချုပ်မှုနည်းပညာ၊ အပူချိန်ထိန်းချုပ်မှုနည်းပညာနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာထိန်းချုပ်မှုနည်းပညာဟူ၍ ခွဲခြားထားသည်။
၎င်းတို့အနက် အီလက်ထရွန်းနစ်ထိန်းချုပ်မှုနည်းပညာသည် NS-level tuning speed၊ tuning bandwidth ကျယ်သော်လည်း output power နည်းပါးသော electronic control နည်းပညာကို အခြေခံ၍ wavelength tuning ကိုပြောင်းလဲခြင်းဖြင့် ရရှိရန်ဖြစ်ပြီး၊ electronic control နည်းပညာကို အဓိကအားဖြင့် SG-DBR (sampling grating DBR) နှင့် GCSR laser (auxiliary grating directional coupling backward-sampling reflection) တို့အပေါ် အခြေခံထားသည်။ အပူချိန်ထိန်းချုပ်မှုနည်းပညာသည် laser active region ၏ refractive index ကိုပြောင်းလဲခြင်းဖြင့် laser ၏ output wavelength ကိုပြောင်းလဲပေးသည်။ နည်းပညာသည် ရိုးရှင်းသော်လည်း နှေးကွေးပြီး nm အနည်းငယ်သာရှိသော band width ကျဉ်းမြောင်းစွာဖြင့် ချိန်ညှိနိုင်သည်။ အပူချိန်ထိန်းချုပ်မှုနည်းပညာကို အခြေခံသည့် အဓိကနည်းပညာများမှာDFB လေဆာ(ဖြန့်ဝေထားသော တုံ့ပြန်ချက်) နှင့် DBR လေဆာ (ဖြန့်ဝေထားသော Bragg ရောင်ပြန်ဟပ်မှု)။ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာထိန်းချုပ်မှုသည် အဓိကအားဖြင့် MEMS (မိုက်ခရို-လျှပ်စစ်-စက်ပိုင်းဆိုင်ရာစနစ်) နည်းပညာကို အခြေခံထားပြီး လှိုင်းအလျားရွေးချယ်မှုကို အပြီးသတ်ရန်၊ ချိန်ညှိနိုင်သော bandwidth ကြီးမားခြင်း၊ မြင့်မားသော အထွက်စွမ်းအားတို့ဖြင့် လုပ်ဆောင်သည်။ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာထိန်းချုပ်မှုနည်းပညာကို အခြေခံသည့် အဓိကဖွဲ့စည်းပုံများမှာ DFB (ဖြန့်ဝေထားသော တုံ့ပြန်ချက်)၊ ECL (ပြင်ပအခေါင်းပေါက်လေဆာ) နှင့် VCSEL (ဒေါင်လိုက်အခေါင်းပေါက်မျက်နှာပြင်ထုတ်လွှတ်သော လေဆာ) တို့ဖြစ်သည်။ အောက်ပါတို့ကို ချိန်ညှိနိုင်သော လေဆာများ၏ နိယာမ၏ ဤရှုထောင့်များမှ ရှင်းပြထားသည်။

အလင်းဆက်သွယ်ရေးအသုံးချမှု

ချိန်ညှိနိုင်သောလေဆာသည် all-optical network ရှိ dense wavelength division multiplexing system နှင့် photon exchange မျိုးဆက်သစ်တွင် အဓိက optoelectronic device တစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်း၏အသုံးချမှုသည် optical fiber transmission system ၏စွမ်းရည်၊ ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိမှုနှင့် scalability ကို များစွာတိုးမြှင့်ပေးပြီး ကျယ်ပြန့်သော wavelength အတိုင်းအတာတွင် continuous သို့မဟုတ် quasi-continuous tuning ကို ရရှိစေခဲ့သည်။
ကမ္ဘာတစ်ဝှမ်းရှိ ကုမ္ပဏီများနှင့် သုတေသနအဖွဲ့အစည်းများသည် ချိန်ညှိနိုင်သော လေဆာများ၏ သုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေးကို တက်ကြွစွာ မြှင့်တင်လျက်ရှိပြီး ဤနယ်ပယ်တွင် တိုးတက်မှုအသစ်များကို အဆက်မပြတ် ပြုလုပ်နေပါသည်။ ချိန်ညှိနိုင်သော လေဆာများ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို အဆက်မပြတ် တိုးတက်ကောင်းမွန်စေပြီး ကုန်ကျစရိတ်ကိုလည်း အဆက်မပြတ် လျှော့ချပေးပါသည်။ လက်ရှိတွင် ချိန်ညှိနိုင်သော လေဆာများကို အဓိကအားဖြင့် အမျိုးအစားနှစ်ခု ခွဲခြားထားသည်- တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း ချိန်ညှိနိုင်သော လေဆာများနှင့် ချိန်ညှိနိုင်သော ဖိုက်ဘာ လေဆာများ ဖြစ်သည်။
တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း လေဆာအလင်းဆက်သွယ်ရေးစနစ်တွင် အရေးကြီးသော အလင်းအရင်းအမြစ်တစ်ခုဖြစ်ပြီး အရွယ်အစားသေးငယ်ခြင်း၊ အလေးချိန်ပေါ့ပါးခြင်း၊ မြင့်မားသောပြောင်းလဲမှုထိရောက်မှု၊ ပါဝါချွေတာခြင်းစသည့် ဝိသေသလက္ခဏာများရှိပြီး အခြားစက်ပစ္စည်းများနှင့် single chip optoelectronic ပေါင်းစပ်မှုကို အလွယ်တကူရရှိနိုင်သည်။ ၎င်းကို ချိန်ညှိနိုင်သော distributed feedback laser၊ distributed Bragg mirror laser၊ micromotor system vertical cavity surface emitting laser နှင့် external cavity semiconductor laser အဖြစ် ခွဲခြားနိုင်သည်။
ချိန်ညှိနိုင်သော ဖိုက်ဘာလေဆာကို gain medium အဖြစ် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်စေခြင်းနှင့် ပန့်အရင်းအမြစ်အဖြစ် semiconductor laser diode ကို ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်စေခြင်းသည် ဖိုက်ဘာလေဆာများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုကို များစွာမြှင့်တင်ပေးခဲ့သည်။ ချိန်ညှိနိုင်သော လေဆာသည် doped fiber ၏ 80nm gain bandwidth ကို အခြေခံထားပြီး၊ filter element ကို loop ထဲသို့ ထည့်သွင်းကာ lasing wavelength ကို ထိန်းချုပ်ပြီး wavelength tuning ကို သဘောပေါက်စေသည်။
ချိန်ညှိနိုင်သော semiconductor laser ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုသည် ကမ္ဘာပေါ်တွင် အလွန်တက်ကြွပြီး တိုးတက်မှုသည်လည်း အလွန်မြန်ဆန်ပါသည်။ ချိန်ညှိနိုင်သော laser များသည် ကုန်ကျစရိတ်နှင့် စွမ်းဆောင်ရည်အရ fixed wavelength laser များထံ တဖြည်းဖြည်းချဉ်းကပ်လာသည်နှင့်အမျှ ၎င်းတို့ကို ဆက်သွယ်ရေးစနစ်များတွင် မလွဲမသွေ ပိုမိုအသုံးပြုလာမည်ဖြစ်ပြီး အနာဂတ် all-optical network များတွင် အရေးကြီးသောအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်လာမည်ဖြစ်သည်။

ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု အလားအလာ
ချိန်ညှိနိုင်သော လေဆာအမျိုးအစားများစွာရှိပြီး ၎င်းတို့ကို အမျိုးမျိုးသော လှိုင်းအလျားလေဆာများကို အခြေခံ၍ လှိုင်းအလျားချိန်ညှိသည့် ယန္တရားများကို ထပ်မံမိတ်ဆက်ပေးခြင်းဖြင့် ယေဘုယျအားဖြင့် တီထွင်ထုတ်လုပ်ထားပြီး အချို့သော ကုန်စည်များကို နိုင်ငံတကာတွင် ဈေးကွက်သို့ ထောက်ပံ့ပေးထားပါသည်။ စဉ်ဆက်မပြတ် ချိန်ညှိနိုင်သော optical လေဆာများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအပြင်၊ VCSEL ၏ single chip နှင့် electrical absorption modulator နှင့် ပေါင်းစပ်ထားသော tunable laser နှင့် sample grating Bragg reflector နှင့် semiconductor optical amplifier နှင့် electrical absorption modulator တို့ဖြင့် ပေါင်းစပ်ထားသော အခြားလုပ်ဆောင်ချက်များပါရှိသော ချိန်ညှိနိုင်သော လေဆာများကိုလည်း အစီရင်ခံထားပါသည်။
wavelength tunable laser ကို ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုကြသောကြောင့်၊ ဖွဲ့စည်းပုံအမျိုးမျိုး၏ tunable laser ကို ကွဲပြားသောစနစ်များတွင် အသုံးချနိုင်ပြီး တစ်ခုချင်းစီတွင် အားသာချက်များနှင့် အားနည်းချက်များရှိသည်။ External cavity semiconductor laser ကို ၎င်း၏ မြင့်မားသော output power နှင့် စဉ်ဆက်မပြတ် tunable wavelength ကြောင့် တိကျသောစမ်းသပ်ကိရိယာများတွင် wideband tunable light source အဖြစ် အသုံးပြုနိုင်သည်။ photon integration နှင့် အနာဂတ် all-optical network နှင့်ကိုက်ညီမှု၏ ရှုထောင့်မှကြည့်လျှင် sample grating DBR၊ superstructured grating DBR နှင့် modulators နှင့် amplifiers များနှင့်ပေါင်းစပ်ထားသော tunable lasers များသည် Z အတွက် မျှော်လင့်ချက်ကောင်းသော tunable light sources များဖြစ်နိုင်သည်။
အပြင်ဘက်အခေါင်းပေါက်ပါသည့် Fiber grating tunable laser သည်လည်း ရိုးရှင်းသောဖွဲ့စည်းပုံ၊ ကျဉ်းမြောင်းသောမျဉ်းအကျယ်နှင့် fiber ချိတ်ဆက်မှုလွယ်ကူသော အလားအလာရှိသော အလင်းရင်းမြစ်တစ်မျိုးဖြစ်သည်။ EA modulator ကို အခေါင်းပေါက်တွင် ပေါင်းစပ်နိုင်ပါက မြန်နှုန်းမြင့် tunable optical soliton ရင်းမြစ်အဖြစ်လည်း အသုံးပြုနိုင်သည်။ ထို့အပြင်၊ fiber laser များကိုအခြေခံသည့် tunable fiber laser များသည် မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း သိသာထင်ရှားသောတိုးတက်မှုများရရှိခဲ့သည်။ optical communication light source များတွင် tunable laser များ၏စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပိုမိုတိုးတက်ကောင်းမွန်လာမည်ဖြစ်ပြီး ဈေးကွက်ဝေစုသည် အလွန်တောက်ပသောအသုံးချမှုအလားအလာများနှင့်အတူ တဖြည်းဖြည်းတိုးလာမည်ဟု မျှော်လင့်နိုင်သည်။