Teyorikman, lazè a linewidth etwat se yon sèl frekans, sa vle di, yon sèl mòd transverse, yon sèl mòd longitudinal, ki koresponn ak yon sèl pwodiksyon lazè espektral nan domèn nan frekans ki te pwodwi sèlman pa aderan radyasyon ankouraje, entracavity konpayi asirans monte ak tonbe, faz optik la ak foton. dansite yo nan yon eta ki estab, ak bri entansite ki ba relatif ak bri frekans ki ba, elatriye, ak an menm tan an, longèdonn eksitasyon an gen yon rapò trè wo bò-mòd repwesyon.
Sepandan, nan pratik, akòz radyasyon an espontane ki pa ka elimine nan rejyon aktif la, efè perturbation faz ak entansite yo prezante nan mòd radyasyon eksite, ki fè frekans siyal pwodiksyon lazè a toujou Gaussian bri blan, ki mennen nan yon Lorentzian intrinsèques. liy-kalite elaji nan spectre frekans lazè sèl la, ak yon sèten lajè nan anvlòp la sou spectre an, ak fluctuation nan bri pwopòsyon sa a detèmine limit ki pi ba nan linewidth lazè a. Ti fluctuation sa a fasil maske pa pi gwo fluctuations ki te koze pa mekanik/chanjman acoustic oswa tèmik chanjman nan anviwònman ekstèn, sa ki lakòz kontinye elaji linewidth lazè a, ak efè bri klasik sa yo detèmine limit siperyè linewidth lazè a. Linewidth dekri frekans oswa bri faz nan yon pèspektiv domèn frekans, ak yon lajè liy pi etwat vle di pi ba frekans lazè oswa bri faz.
Lajè liy lan gen rapò pozitivman ak koyefisyan radyasyon espontane lazè a ak faktè gaye lajè liy lan; ak negatif korelasyon ak longè kavite sonan lazè a ak pouvwa pwodiksyon an. Pi long longè kavite lazè a, se pi piti pèt entrakavite a, pi wo refleksyon nan fen, se pi long lavi foton la; pi wo pouvwa pwodiksyon an, pi ba pwopòsyon an nan radyasyon espontane. Se poutèt sa, ogmante longè kavite a ak pouvwa a se yon fason efikas konprese sèl lajè mòd lazè liy lazè.
Premis debaz pwodiksyon lazè etwat linewidth la se reyalize yon sèl pwodiksyon mòd longitudinal, lazè semi-conducteur etwat linewidth yo anjeneral entegre nan estrikti seleksyon frekans kavite sonan oswa makonnen ak aparèy seleksyon mòd deyò kavite a, pou bay fidbak optik sou yon frekans espesifik. , lè lajè pasaj la nan aparèy seleksyon frekans lan se mwens pase 2 fwa espas la mòd Longitudinal, ou ka efektivman kontwole benefis la ak pèt nan diferan mòd longitudinal yo, asire ke lazè a genyen Pleasant nan benefis la efikas nan sèlman yon sèl Longitudinal. mòd Se eksitasyon an jwenn sèlman pou yon sèl mòd longitudinal nan Pleasant a genyen efikas nan lazè a.
Dapre diferan estrikti seleksyon frekans yo distribiye andedan ak deyò kavite aktif la, lazè semi-conducteurs etwat linewidth yo jeneralman klase nan kalite entèn fidbak kavite ak lazè ekstèn kavite fidbak.
Entèn-kavite fidbak semi-conducteurs etwat-liyaj lazè anjeneral entegre griyaj Bragg oswa estrikti espesyal waveguide andedan kavite aktif la, tankou distribiye Feedback (DFB) lazè semi-conducteurs, distribiye Bragg Refl ector (DBR) lazè semi-conducteurs, ak makonnen-kavite semi-kondiktè lazè. DFB, DBR, ak makonnen-kavite semi-kondiktè lazè yo. Dopaj nan kouch ond nan kavite aktif long mennen nan yon ogmantasyon dramatik nan pèt optik, ki limite pouvwa lazè a, kontrent ogmantasyon nan longè kavite aktif, ak mennen nan konpresyon lazè limite lajè. Tipik DFB ak DBR lazè anjeneral sèvi ak inifòm oswa distribye commentaires Bragg griyaj estrikti ak chanjman faz kòm kavite sonan, ak gwosè chip limite a lòd la nan yon santèn mikron, ti faktè bon jan kalite pou kavite yo sonan, pouvwa pwodiksyon ki ba, ak lazè linewidth nan lazè. seri de kèk MHz pou plizyè dizèn de MHz.
Ekstèn Kavite Dyòd Lazè (ECDL) divize an de pati, sa vle di, kavite entèn aktif bay benefis ak pasif kavite ekstèn bay fidbak. Limyè ki emèt nan mwayen benefis aktif la manje tounen nan mwayen benefis la apre yo fin pase nan mwayen ekstèn pasif ki ba-pèt la, pandan y ap entwodiksyon kavite ekstèn pasif ki ba-pèt la ogmante tout lavi foton nan sistèm nan, kidonk diminye liy lajè a. Li ta dwe remake ke moun ki etwat linewidth semi-conducteurs lazè ekstèn kavite a se yon konsèp laj, nan sans strik, sèlman lè kavite a aktif pou kavite a ki pa sonan, ke yo rekonèt kòm estrikti a kavite ekstèn, tankou anplifikatè optik semi-kondiktè meditativ (Reflective Semiconductor). Sifas devan anplifikatè optik (RSOA) te fè nan fim meditativ, sifas dèyè pwodiksyon an nan manbràn transmisyon segondè (reflektif nan figi an fen se jeneralman 10-3 ~ 10-5).
Kòm fidbak optik figi dèyè a twò piti, kavite a pa ka fòme osilasyon optik, kidonk sèlman deyò kavite a bay yon fidbak optik ase ki wo, se konsa ke benefis nan optik nan chemen an limyè lazè pwosesis wonn andedan kavite a pi wo. pase pèt optik la, yo nan lòd yo fòme eksitasyon an; yon lòt sitiyasyon se kavite aktif pou eksitasyon endepandan nan lazè a, ke yo rekonèt kòm estrikti nan pwòp tèt ou-piki, seleksyon an nan yon longèdonn espesifik nan mòd nan longitudinal sou fòm piki nan lazè a, sa ki lakòz mòd nan Longitudinal nan mòd nan konpetisyon nan priyorite nan. se sonorite a, saturation priyorite rive, sa ki lakòz pwofil la genyen nan rejyon aktif la diminye. Sepandan, tou de yo "fèmen" nan frekans pwodiksyon nan kavite a sonan pa alonje longè kavite lazè a ak enjekte frekans lazè chwazi a nan kavite a sonorite atravè yon eleman fidbak bande etwat, ak lide debaz la pou jwenn yon lajè liy ki pi etwat se menm bagay la nan tou de ka yo.
Planar Light Waveguide Chip (PLC) se yon aplikasyon enpòtan nan teknoloji entegrasyon fotonik, ki bay chwa plis divèsifye ak fleksib pou filtraj bande etwat ak aparèy fidbak optik nan lazè semi-conducteurs ekstèn kavite fidbak. Lè w fabrike estrikti ond, griyaj oswa mikwo bag sou materyèl ki baze sou Silisyòm ak pèt optik ki ba, tankou Silisyòm sou Izolan (SOI), Diyoksid Silisyòm (SiO2) oswa Nitrure Silisyòm (Si3N4), ak Lè sa a, kouple ak entegre yo ak III- V semiconductor genyen chips, RSOAs oswa DFBs atravè transducteur mòd-tach oswa microlenses, PLC yo ka amelyore dansite fotonik nan foton andedan kavite a pandan y ap pran an kont dansite kavite a. Couplage a ak entegrasyon ak III-V semiconductor gainer chip, RSOA oswa DFB atravè mòd tach konvètisè oswa microlens ka amelyore lavi foton ak konprese lazè liy lazè a pandan w ap pran an kont dansite foton kavite. Anplis de sa, yon estrikti kazi-monolitik ka fòme pa fikse tou de nan yo sou menm koule chalè a atravè pwosesis lyezon, ki ede diminye gwosè a ak pri nan aparèy la.
Gwoup Mesye Chang Lin nan Peking University te reyalize yon ibrid ultra-etwat linewidth entegre etwat linewidth lazè, ak pati aktif la se yon lazè DFB, pati nan filtraj pasif se yon Si3N4 mikwo-bag ak yon faktè bon jan kalite nan 2.6 × 1{{ 8}}8, ak estrikti ki ba-limit silisyòm nitrure waveguide te redwi pèt transmisyon optik la a 0.1 dB / m, ki finalman reyalize yon pwodiksyon Hz-echèl linewidth.
