Infraraudonųjų ir vidutinių infraraudonųjų spindulių derinamo lazerio pasirinkimo planas

Šiame straipsnyje aptariami kai kurie aspektai ir programos pasiūlymai renkantis infraraudonųjų ar vidutinių infraraudonųjų spindulių šviesos šaltinius. Šiame straipsnyje daugiausia trumpai pristatomos ir palyginamos keturios pagrindinės optinių parametrinių osciliatorių (OPO), optinių parametrinių stiprintuvų (OPA), kvantinių kaskadinių lazerių ir superkontinuumo šviesos šaltinių kategorijos.

1.Skirtingi spektro diapazono apibrėžimai

Paprastai kalbant, kai žmonės kalba apie infraraudonųjų spindulių šviesos šaltinius, jie turi omenyje šviesą, kurios vakuuminės bangos ilgis didesnis nei ~700–800 nm (viršutinė matomo bangos ilgio diapazono riba).

Apatinė konkretaus bangos ilgio riba šiame aprašyme nėra aiškiai apibrėžta, nes žmogaus akies infraraudonųjų spindulių suvokimas lėtai mažėja, o ne nutrūksta prie uolos.

Pavyzdžiui, 700 nm šviesos atsakas į žmogaus akį jau yra labai žemas, tačiau jei šviesa pakankamai stipri, žmogaus akis gali matyti net kai kurių lazerinių diodų skleidžiamą šviesą, kurios bangos ilgis viršija 750 nm, o tai taip pat daro infraraudonuosius spindulius. lazeriai kelia pavojų saugai. --Net jei jis nėra labai ryškus žmogaus akiai, jo tikroji galia gali būti labai didelė.

Panašiai, kaip ir apatinis infraraudonųjų spindulių šviesos šaltinio ribinis diapazonas (700–800 nm), infraraudonųjų spindulių šviesos šaltinio viršutinės ribos apibrėžimo diapazonas taip pat neaiškus. Paprastai tai yra apie 1 mm.

Štai keletas bendrų infraraudonųjų spindulių juostos apibrėžimų:

——Artimųjų infraraudonųjų spindulių spektrinė sritis (taip pat vadinama IR-A), diapazonas ~750-1400 nm.
Šioje bangos ilgio srityje skleidžiami lazeriai yra linkę į triukšmą ir žmogaus akių saugos problemas, nes žmogaus akies fokusavimo funkcija yra suderinama su artimos infraraudonosios ir matomos šviesos diapazonais, todėl artimosios infraraudonosios juostos šviesos šaltinis gali būti perduodamas ir sufokusuotas į jautri tinklainė taip pat, tačiau artimos infraraudonųjų spindulių juostos šviesa nesukelia apsauginio mirksėjimo reflekso. Dėl to žmogaus akies tinklainė dėl nejautrumo pažeidžiama perteklinės energijos. Todėl naudojant šios juostos šviesos šaltinius, visą dėmesį reikia skirti akių apsaugai.

——Trumpųjų bangų ilgio infraraudonųjų spindulių (SWIR, IR-B) diapazonas nuo 1.4-3 μm.
Ši sritis yra gana saugi akims, nes šią šviesą akis sugeria prieš pasiekiant tinklainę. Pavyzdžiui, šiame regione veikia šviesolaidiniuose ryšiuose naudojami erbiu legiruoti skaiduliniai stiprintuvai.
—— Vidutinės bangos infraraudonųjų spindulių (MWIR) diapazonas yra 3-8 μm.
Kai kuriose regiono dalyse atmosfera stipriai sugeria; Daugelis atmosferos dujų turės absorbcijos linijas šioje juostoje, pavyzdžiui, anglies dioksido (CO2) ir vandens garų (H2O). Taip pat todėl, kad daugelis dujų pasižymi stipria absorbcija šioje juostoje Dėl stiprių sugerties charakteristikų ši spektrinė sritis plačiai naudojama dujų aptikimui atmosferoje.

——Ilgosios bangos infraraudonųjų spindulių (LWIR) diapazonas yra 8-15 μm.
——Toliau yra tolimoji infraraudonoji spinduliuotė (FIR), kuri svyruoja nuo 15 μm-1 mm (tačiau yra ir apibrėžimų, pradedant nuo 50 μm, žr. ISO 20473). Ši spektrinė sritis pirmiausia naudojama šiluminiam vaizdavimui.
Šio straipsnio tikslas – aptarti plačiajuosčio derinamo bangos ilgio lazerių pasirinkimą su artimo infraraudonųjų ir vidutinių infraraudonųjų spindulių šviesos šaltiniais, kurie gali apimti aukščiau nurodytus trumpojo ilgio infraraudonuosius spindulius (SWIR, IR-B, svyruoja nuo 1.4-3 μm). ir dalis vidutinės bangos infraraudonųjų spindulių (MWIR, diapazonas yra 3-8 μm).

2. Tipinis taikymas

Tipiškas šviesos šaltinių taikymas šioje juostoje yra lazerio sugerties spektrų identifikavimas pėdsakų dujose (pvz., nuotolinis stebėjimas atliekant medicininę diagnostiką ir aplinkos stebėjimą). Čia analizė naudojasi stipriomis ir būdingomis daugelio vidutinio infraraudonųjų spindulių spektro srityje esančių molekulių absorbcijos juostomis, kurios tarnauja kaip „molekuliniai pirštų atspaudai“. Nors kai kurias iš šių molekulių taip pat galima tirti per visos sugerties linijas artimojo infraraudonųjų spindulių srityje, kadangi artimųjų infraraudonųjų spindulių lazerio šaltinius paruošti lengviau, yra pranašumų naudojant stiprias pagrindines sugerties linijas vidutinio infraraudonųjų spindulių srityje, kurių jautrumas didesnis. .

Vidutinio infraraudonųjų spindulių vaizdavime taip pat naudojami šios juostos šviesos šaltiniai. Žmonės dažniausiai naudojasi tuo, kad vidutinė infraraudonųjų spindulių šviesa gali prasiskverbti giliau į medžiagas ir turi mažesnę sklaidą. Pavyzdžiui, atitinkamose hiperspektrinio vaizdo gavimo programose artimojo infraraudonųjų spindulių ir vidutinių infraraudonųjų spindulių diapazonas gali pateikti kiekvieno pikselio (arba vokselio) spektrinę informaciją.

Dėl nuolatinio vidutinio infraraudonųjų spindulių lazerinių šaltinių, tokių kaip pluoštiniai lazeriai, tobulinimo, nemetalinių lazerinių medžiagų apdorojimo programos tampa vis praktiškesnės. Paprastai žmonės, norėdami pasirinktinai pašalinti medžiagas, naudojasi stipriu tam tikrų medžiagų, pavyzdžiui, polimerinių plėvelių, infraraudonųjų spindulių sugerimu.

Įprastas atvejis yra tas, kad indžio alavo oksido (ITO) skaidrios laidžios plėvelės, naudojamos elektroninių ir optoelektroninių prietaisų elektrodams, turi būti struktūrizuotos selektyvios lazerinės abliacijos būdu. Kitas pavyzdys – tikslus optinių skaidulų dangų nuėmimas. Tokioms reikmėms šioje juostoje reikalingi galios lygiai paprastai yra daug mažesni nei reikalingi tokiems darbams kaip pjovimas lazeriu.

Beveik infraraudonųjų ir vidutinių infraraudonųjų spindulių šviesos šaltinius kariuomenė taip pat naudoja kryptinėms infraraudonųjų spindulių atsako priemonėms prieš šilumos ieškančias raketas. Be didesnės išvesties galios, tinkamos akinamoms infraraudonųjų spindulių kameroms, taip pat reikalinga plati spektrinė aprėptis atmosferos perdavimo juostoje (apie 3-4 μm ir 8-13 μm), kad paprasti įpjauti filtrai neapsaugotų infraraudonųjų spindulių detektorių.

Aukščiau aprašytas atmosferos perdavimo langas taip pat gali būti naudojamas laisvos erdvės optiniam ryšiui per kryptinius pluoštus, o kvantiniai kaskadiniai lazeriai šiuo tikslu naudojami daugelyje programų.

Kai kuriais atvejais reikalingi vidutinio infraraudonųjų spindulių ultratrumpieji impulsai. Pavyzdžiui, lazerinėje spektroskopijoje galima naudoti vidutinio infraraudonųjų spindulių dažnio šukes arba išnaudoti didelį ultratrumpų impulsų intensyvumą lazeravimui. Tai galima sugeneruoti lazeriu su režimu.

Visų pirma, artimųjų infraraudonųjų ir vidutinių infraraudonųjų spindulių šviesos šaltiniams kai kurioms programoms taikomi specialūs bangų ilgių skenavimo arba bangos ilgio derinimo reikalavimai, o artimo ir vidutinio infraraudonųjų spindulių bangos ilgio derinami lazeriai taip pat atlieka labai svarbų vaidmenį šiose programose.

Pavyzdžiui, spektroskopijoje vidutinio infraraudonųjų spindulių derinami lazeriai yra būtini įrankiai, nesvarbu, ar tai būtų dujų jutimas, aplinkos stebėjimas ar cheminė analizė. Mokslininkai koreguoja lazerio bangos ilgį, kad tiksliai nustatytų jo padėtį vidutinio infraraudonųjų spindulių diapazone, kad aptiktų konkrečias molekulinės sugerties linijas. Tokiu būdu jie gali gauti išsamios informacijos apie materijos sudėtį ir savybes, pavyzdžiui, perlaužti paslapčių kupiną kodų knygą.

Medicininio vaizdo gavimo srityje svarbų vaidmenį atlieka ir vidutinio infraraudonųjų spindulių derinami lazeriai. Jie plačiai naudojami neinvazinėse diagnostikos ir vaizdo gavimo technologijose. Tiksliai sureguliavus lazerio bangos ilgį, vidutinė infraraudonųjų spindulių šviesa gali prasiskverbti į biologinį audinį, todėl gaunami didelės raiškos vaizdai. Tai svarbu norint aptikti ir diagnozuoti ligas bei anomalijas, tarsi stebuklinga šviesa, žvelgianti į vidines žmogaus kūno paslaptis.

Gynybos ir saugumo sritis taip pat neatsiejama nuo vidutinio infraraudonųjų spindulių derinamų lazerių taikymo. Šie lazeriai atlieka pagrindinį vaidmenį infraraudonųjų spindulių atsakomosiose priemonėse, ypač prieš šilumos ieškančias raketas. Pavyzdžiui, kryptinė infraraudonųjų spindulių atsakomųjų priemonių sistema (DIRCM) gali apsaugoti orlaivius nuo raketų sekimo ir atakų. Greitai reguliuodamos lazerio bangos ilgį, šios sistemos gali trukdyti įskrendančių raketų valdymo sistemai ir akimirksniu pasukti mūšio bangą, tarsi stebuklingas kardas, saugantis dangų.

Nuotolinio stebėjimo technologija yra svarbi Žemės stebėjimo ir stebėjimo priemonė, kurioje infraraudonųjų spindulių derinami lazeriai atlieka pagrindinį vaidmenį. Tokios sritys kaip aplinkos stebėjimas, atmosferos tyrimai ir Žemės stebėjimas priklauso nuo šių lazerių naudojimo. Vidutinio infraraudonųjų spindulių derinami lazeriai leidžia mokslininkams išmatuoti konkrečias atmosferoje esančių dujų sugerties linijas ir gauti vertingų duomenų, padedančių tirti klimatą, stebėti taršą ir prognozuoti orus, kaip stebuklingas veidrodis, galintis įžvelgti gamtos paslaptis.

Pramoninėje aplinkoje vidutinio infraraudonųjų spindulių derinami lazeriai plačiai naudojami tiksliam medžiagų apdorojimui. Suderinus lazerius prie bangos ilgių, kuriuos stipriai sugeria tam tikros medžiagos, jie įgalina selektyvią abliaciją, pjovimą ar suvirinimą. Tai leidžia tiksliai gaminti tokiose srityse kaip elektronika, puslaidininkiai ir mikroapdirbimas. Vidutinio infraraudonųjų spindulių derinamas lazeris yra tarsi smulkiai poliruotas drožybos peilis, leidžiantis pramonei iškirpti smulkiai raižytus gaminius ir parodyti technologijos blizgesį.

3. Netoli infraraudonųjų ir vidutinių infraraudonųjų spindulių derinamų lazerinių gaminių tipai ir pasirinkimo charakteristikos

Daugeliu technologijų galima gaminti beveik infraraudonųjų ir vidutinių infraraudonųjų spindulių lazerius, pvz., įvairių tipų švino druskos lazerius, pagrįstus ankstyvaisiais trijų komponentų švino junginiais arba ketvirtiniais junginiais, taip pat įprastus legiruotus izoliacinius tūrinius lazerius, įvairius skaidulinius lazerius ir anglies dioksido dujų lazerius. Palaukite, čia mes sutelkiame dėmesį į keletą lazerio principo technologijų ir gaminių, kuriuos galima suderinti įvairiais bangų ilgiais nuo artimo infraraudonųjų iki vidutinio infraraudonųjų spindulių.

① Optiniai parametriniai generatoriai, stiprintuvai ir generatoriai (OPO ir OPA)

Netiesinėje dažnio keitimo sistemoje gali būti naudojamas artimojo infraraudonųjų spindulių lazeris, siurblio optinis parametrinis generatorius (OPO), stiprintuvas (OPA) arba generatorius (OPG), kad būtų generuojama tuščiosios eigos šviesa vidutinio infraraudonųjų spindulių spektro srityje, pavyzdžiui:
Nanosekundžių OPO vidutinio infraraudonųjų spindulių lazeriuose Q perjungiami lazeriai gali būti naudojami kaip siurblio šaltiniai. Įprastos tokioms reikmėms naudojamos kristalinės medžiagos yra cinko germanio fosfidas (ZGP, ZnGeP2), sidabro galio sulfidas ir selenidas (AgGaS2, AgGaSe2), galio selenidas (GaSe) ir kadmio selenidas (CdSe).
Kadangi daugelis šių medžiagų yra nepermatomos 1 μm srityje, dažnai reikia naudoti OPO nuosekliai: pirmasis OPO konvertuoja 1 μm lazerio spinduliuotę į ilgesnį bangos ilgį, kuris vėliau naudojamas siurbti tikrąjį vidutinio infraraudonųjų spindulių OPO. Pastarojo signalas ir tuščiosios eigos dažnis gali būti vidutinio infraraudonųjų spindulių spektro srityje.
1064 nm režimu užrakintas pikosekundinis Nd:YVO4 lazeris taip pat gali būti naudojamas sinchroniškai pumpuoti OPO ir LiNbO3 kristalus, todėl tuščiosios eigos šviesos srautas pasiekia 4 μm ar net 4,5 μm. Jo bangos ilgio apribojimas iš esmės yra pranašesnis už tuščiosios eigos šviesos sugerties didinimą esant ilgiems bangos ilgiams. Todėl šiuo principu pagrįsti OPO dažniausiai turi rezonansinį signalą. Toks prietaisas galėtų lengvai generuoti impulsus, kurių energija yra dešimtys milidžaulų. Išvesties bangos ilgis reguliuojamas per šimtus nanometrų.

②CWOPO

Palyginti su bendrojo OPO impulsiniu sužadinimu, naujausi CWOPO technologijos produktai teikia vidutinio infraraudonųjų spindulių lazerius, pagrįstus šia sistema:

1) DFB skaiduliniai lazeriai ir stiprintuvai;

2) DFB šviesolaidinis lazerinis valdymas;

3) OPO optinė dalis ir valdymas;
Šio tipo gaminiai gali užtikrinti nuolat reguliuojamą išvesties bangos ilgį vidutiniame infraraudonųjų spindulių diapazone 1435-4138 nm (6969-2416 cm-1). Tuo pačiu metu, palyginti su impulsiniu OPO, šio tipo gaminiai gali užtikrinti puikų linijos plotį. (<100 MHz). This makes it possible for such products to be optimized in applications such as infrared calibration and spectral analysis.

③Kvantinis kaskadinis lazeris

Kvantiniai kaskadiniai lazeriai yra gana nauja plėtros kryptis puslaidininkinių lazerių srityje.

Skirtumas tarp kvantinių kaskadinių lazerių ir ankstyvųjų vidutinio infraraudonųjų spindulių puslaidininkinių lazerių, pagrįstų tarpjuostiniais perėjimais, yra tas, kad jie veikia remiantis perėjimais tarp juostų.

Tai leidžia kvantiniams kaskadiniams lazeriams sukurti puslaidininkinio sluoksnio struktūros detales, kad pereinamoji fotono energija (taigi ir bangos ilgis) galėtų būti keičiama plačiame diapazone. Be to, kai kuriuos svarbius bangos ilgio derinimo diapazonus (kartais viršijančius 10 % centrinio bangos ilgio) taip pat galima padengti išoriniais ertmės įtaisais.

Nors šiuo metu norint pasiekti optimalų veikimą reikalingas kriogeninis aušinimas, daugelis kvantinių kaskadinių lazerių vis tiek gali būti naudojami kambario temperatūroje, net ir nuolat. Kvantiniai kaskadiniai lazeriai taip pat gali būti naudojami generuoti impulsinius lazerius, kurių impulsų laikas yra net gerokai mažesnis nei 1 ns, nors didžiausia galia yra gana ribota.

Kalbant apie galią, nors optimizuojant jo išėjimo galia gali siekti 1 W, šio tipo lazerių išėjimo galia vis tiek mažesnė nei įprastų infraraudonųjų spindulių lazerių. Kadangi kvantinių kaskadinių lazerių, kurie dažniausiai naudojami spektroskopijoje, srityje kvantiniai kaskadiniai lazeriai apsiriboja perėjimais, kurių fonono energija yra mažesnė.

Štai keletas bendrų parametrų ir tipų:
CW-DFB lazerio vamzdis 800 cm-1-2320 cm-1
Impulsinis DFB lazerio vamzdis 700 cm-1-2350 cm-1
Šaldomas DFB lazerinis vamzdis 645 cm-1-2370 cm-1

OPO (optinis parametrinis osciliatorius) ir kvantinė kaskada yra dvi dažniausiai naudojamos vidutinio infraraudonųjų spindulių lazerio generavimo technologijos, ir jos turi keletą reikšmingų taikymo skirtumų.

OPO (optinis parametrinis osciliatorius, optinis parametrinis osciliatorius):

OPO yra netiesinis optinis įrenginys, kuris naudoja parametrinius procesus netiesiniuose optiniuose kristaluose arba optinėse skaidulose, kad generuotų naujus bangos ilgius, įskaitant vidutinę infraraudonųjų spindulių juostą. OPO sužadina parametrinius virpesius per siurblio šviesos šaltinį, kai osciliatoriuje esančios netiesinės medžiagos padalija siurblio šviesą į signalinę ir pagalbinę šviesą. Signalo šviesos bangos ilgis reguliuojamas iki vidutinio infraraudonųjų spindulių diapazono, o pagalbinė šviesa veikia kaip grįžtamasis ryšys į siurblio šviesos šaltinį. OPO turi didelį konversijos efektyvumą ir platų dažnių derinimo diapazoną, todėl jis plačiai naudojamas vidutinio infraraudonųjų spindulių lazerio tyrimuose ir taikymuose.

Taikymo skirtumas: OPO tinka programoms, kurioms reikalingas dažnio derinimo režimas. Reguliuojant siurblio šviesos dažnį arba netiesinio kristalo fazių derinimo sąlygas, galima pasiekti nuolat derinamą lazerio išvestį vidutinio infraraudonųjų spindulių diapazone. OPO gali būti naudojamas spektrinėje analizėje, dujų aptikimo, biomedicininio vaizdavimo ir kitose srityse ir yra ypač tinkamas toms programoms, kurioms reikalinga didelio jautrumo analizė arba mikroskopinis vaizdavimas vidutinėje infraraudonųjų spindulių juostoje.

Kvantinė kaskada:

Kvantinis kaskadinis lazeris yra lazeris, pagrįstas puslaidininkinės supergardelės struktūra, kuri kvantinės kaskados proceso metu generuoja vidutinio infraraudonųjų spindulių lazerio šviesą. Kvantiniame kaskadiniame lazeryje elektronai išskiria energiją per laipsnišką perėjimo tarp kelių energijos juostų procesą, gamindami nuolat derinamą vidutinės infraraudonosios spinduliuotės spinduliuotę.

Taikymo skirtumai: Kvantiniai kaskadiniai lazeriai turi didesnę galią ir siauresnį spektro linijos plotį, tinka didelės raiškos spektriniam matavimui, lidarui, infraraudonųjų spindulių vaizdavimui ir kitiems laukams. Kvantiniai kaskadiniai lazeriai taip pat gali veikti aukštos temperatūros aplinkoje, todėl jie tinka naudoti, kai atšiauriomis sąlygomis reikia vidutinio infraraudonųjų spindulių lazerių, pavyzdžiui, atliekant pramoninę apžiūrą, aplinkos stebėjimą ir kt.

Apibendrinant galima pasakyti, kad OPO daugiausia naudojamas aukšto dažnio derinimo programoms, o kvantiniai kaskadiniai lazeriai labiau tinka didelės galios, siauro linijos pločio ir aukštai temperatūrai.

Konkretus parametrų verčių skirtumų palyginimas skiriasi priklausomai nuo gaminio modelio ir gamintojo. Toliau pateikiami kai kurių įprastų parametrų palyginimų pavyzdžiai:

——Dažnio derinimas:

OPO: Galima pasiekti nuolat derinamą vidutinio infraraudonųjų spindulių lazerio išvestį, kurios dažnių diapazonas paprastai yra nuo šimtų megahercų iki kelių gigahercų ar platesnis.

Kvantinė kaskada: dažnio derinimo diapazonas yra gana siauras, paprastai nuo dešimčių iki šimtų megahercų ar siauresnis.

——Išėjimo galia ir efektyvumas:

OPO: Išėjimo galia paprastai svyruoja nuo kelių šimtų milivatų iki kelių vatų, o konversijos efektyvumas gali siekti daugiau nei 10%.

Kvantinė kaskada: išėjimo galia paprastai svyruoja nuo dešimčių iki šimtų milivatų, o konversijos efektyvumas gali siekti daugiau nei 20%.

——Spektro linijos plotis:

OPO: spektrinis linijos plotis yra siauras, paprastai nuo kelių gigahercų iki dešimčių megahercų.

Kvantinė kaskada: spektro linijos plotis yra gana platus, paprastai nuo dešimčių gigahercų iki šimtų megahercų.

--Darbinė temperatūra:

OPO: Paprastai jis turi veikti stabilesnėje kambario temperatūroje arba artimoje kambario temperatūrai.

Kvantinė kaskada: gali veikti aukštesnėje darbinėje temperatūroje, dažniausiai aukštesnėje nei kambario temperatūroje, net iki dešimčių laipsnių Celsijaus.

Reikėtų pažymėti, kad šios vertės yra tik bendro pobūdžio ir neatspindi visų komercinių gaminių specifinių parametrų. Faktiniai parametrai priklauso nuo gaminio modelio, technologijų pažangos ir gamintojo dizaino bei eksploatacinių savybių reikalavimų. Renkantis konkretų komercinį produktą, tikslią informaciją apie parametrus geriausia remtis gaminio specifikacijų lape ir gamintojo pateikta technine dokumentacija.

④Superkontinuumo šviesos šaltinis

Yra keletas šviesos šaltinių, pagrįstų superkontinuumo generavimu, kurie apima didelę vidutinio infraraudonųjų spindulių juostos dalį. Toks šviesos šaltinis galėtų veikti remiantis tam tikromis vidutinio infraraudonųjų spindulių optinėmis skaidulomis, per kurias siunčiami intensyvūs šviesos impulsai, sukuriantys stiprią netiesinę sąveiką.

Jei reikalinga derinama siauros linijos pločio šviesa, norimiems spektriniams komponentams iš plataus spektro šviesos išgauti galima naudoti derinamus filtrus. Kai kuriais atvejais naudojamas visas spektras. Vienas iš pavyzdžių yra optinė koherentinė tomografija (OCT). Šis procesas dažnai atliekamas trumpesnio bangos ilgio juostose. Tačiau vidutinio infraraudonųjų spindulių šviesos pranašumas šioje programoje yra tas, kad vidutinio infraraudonųjų spindulių šviesa yra mažiau išsklaidyta. Palyginti su trumpesnių bangos ilgių juostomis, ji turi galimybę prasiskverbti giliau.

Currently, the most popular commercial mid-infrared (mid-IR) light sources are optical parametric oscillators (OPOs) [1] and amplifiers (OPAs) [2], and quantum cascade lasers (QCLs) [3]. They have achieved very good performance and proven useful in many important applications. However, it should be noted that OPO/OPA are complex, susceptible to vibration, require frequent maintenance, and are difficult to scale up. QCLs can cover a significant emission band of ~3.5–12 μm, but they emit low output power with limited tunability per laser output wavelength. This has led to the need to find new alternative solutions for these laser sources. In this context, high-power mid-infrared supercontinuum generators appear to be of great interest, mainly due to their unique properties, the most important of which are their broad spectrum spanning thousands of nanometers, high spectral power density (>1 mW/nm), jis turi didesnį pralaidumą, didesnį erdvinį darną, kryptingumą ir ryškumą nei tradiciniai lazeriai.

⑤ Mikro vidutinio infraraudonųjų spindulių šviesos šaltinis

Šiuo metu yra daug bandymų sukurti fotoninius integrinius grandynus vidutinio infraraudonųjų spindulių programoms, pavyzdžiui, pagrįstoms silicio fotonikos platformomis. Deja, nėra lengva įdiegti vidutinio infraraudonųjų spindulių šviesos šaltinį ant lusto, todėl buvo atlikta daugybė galimų metodų tyrimų. Vienas iš pavyzdžių yra šviesos šaltinių integravimas į kitus puslaidininkius, ir nors tai kelia techninių sunkumų, yra ir pavyzdžių, susijusių su flip-chip sujungimo technologija. Kita galimybė – integruoti juodųjų kūnų spinduliuotę (→ šiluminę spinduliuotę) arba liuminescencines medžiagas, nors tai nesukuria erdviškai koherentinės spinduliuotės.

Yra ir kitų metodų, pagrįstų netiesiniu dažnio konvertavimu, naudojant Kerr netiesiškumą keturių bangų maišymui arba stimuliuojamai Ramano sklaidai. O naudojant mikrorezonatorius galima generuoti ir dažnines šukas.

be to

Toliau pateikiami kai kurie vidutinio infraraudonųjų spindulių šviesos šaltiniai, kurie naudojami rečiau. Kadangi jie nėra plačiai naudojami, čia jie nebus per daug išsamiai aptariami, pavyzdžiui, laisvųjų elektronų lazeriai ir dvigubo dažnio CO₂ lazeriai.

Remiantis tuo, kas išdėstyta pirmiau, pateikiama nuoroda į įvairių lazerių tipų palyginimą ir pasirinkimą: