Baru-baru ini, tim peneliti yang dipimpin oleh Zhang Tianshu, seorang peneliti di Anhui Institute of Optics dan Mechanics of Chinese Academy of Sciences di HEFEI, telah membuat kemajuan baru dalam penelitian teknologi laser frekuensi tunggal kontinu-state-solid-state. Temuan yang relevan telah diterbitkan dalam jurnal bidang optik yang terkenal secara internasional Optics dan teknologi laser.
Tim menggunakan rongga cincin empat mirror dengan LD tunggal yang dipompa ND: yvo₄ (neodymium-doped yttrium vanadate) kristal untuk menghasilkan 1064- output laser frekuensi tunggal nanometer kontinu. Dengan menggabungkan teknologi penguncian frekuensi molekuler yodium, mereka mencapai kontrol yang tepat atas frekuensi laser output. Temuan penelitian ini diharapkan berfungsi sebagai komponen inti untuk instrumen dan peralatan pemantauan lingkungan, seperti yang digunakan untuk polusi atmosfer dan deteksi gas rumah kaca, sehingga memberikan dukungan yang kuat untuk perlindungan lingkungan atmosfer dan penelitian perubahan iklim.
Karakteristik frekuensi tunggal dari laser menjadikannya komponen inti yang ideal untuk instrumen pemantauan lingkungan, memungkinkan aplikasi seperti deteksi senyawa organik volatile atmosfer, bidang angin atmosfer, dan lingkungan dekat ruang. Laser frekuensi tunggal kontinu juga banyak digunakan di bidang seperti amplifier laser, deteksi gelombang gravitasi, dan optik kuantum. Kemajuan dalam teknologi laser frekuensi tunggal telah secara signifikan mempromosikan pengembangan penginderaan jauh atmosfer. Aplikasi ini tidak hanya mengharuskan laser untuk memancarkan frekuensi tunggal tetapi juga menuntut stabilitas ketat dalam frekuensi laser. Namun, laser semikonduktor dan laser serat yang ada memiliki keterbatasan dalam kemampuan beradaptasi lingkungan dan berjuang untuk memenuhi tuntutan aplikasi berkinerja tinggi.
GAMBAR 1 Diagram skematik dari laser 1064 nm frekuensi solid-state-frequency kontinu 1064 nm
Gambar 2 Karakteristik linewidth laser dan stabilitas frekuensi di bawah kendali terkunci
Gambar 3 Diagram Fisik Penampilan Sistem Laser dan Tata Letak Internal
Tim peneliti mengadopsi struktur rongga resonator cincin yang dikombinasikan dengan teknologi penguncian frekuensi penyerapan molekuler yodium untuk mencapai stabilitas frekuensi jangka panjang untuk laser frekuensi tunggal. Teknologi ini mengunci frekuensi laser ke sayap samping dari spektrum penyerapan spesifik molekul yodium dan menggunakan kontrol umpan balik untuk menyesuaikan panjang rongga resonator, sehingga mencapai stabilitas frekuensi presisi tinggi. Hasilnya menunjukkan bahwa kualitas sinar output laser sangat baik, dengan faktor M2 1,05 (arah horizontal) dan 1.19 (arah vertikal), menunjukkan karakteristik distribusi spasial yang baik; Linewidth laser output kurang dari 10 megertz, menunjukkan karakteristik frekuensi tunggal yang baik; Dalam mode berjalan bebas, drift frekuensi laser melebihi 200 mahertz dalam periode waktu tertentu. Namun, dalam mode terkunci, laser mempertahankan stabilitas frekuensi dalam ± 4 mahertz setelah operasi terus menerus selama 7 jam, secara signifikan meningkatkan stabilitas frekuensi. Selain itu, untuk memenuhi persyaratan di masa depan untuk integrasi perangkat, seperti miniaturisasi laser dan stabilitas, desain teknik dan integrasi sistem laser frekuensi tunggal kontinu berdasarkan kopling opto-mekanis-termal telah direalisasikan.
