Los láseres ajustables utilizan algún tipo de realimentación para mantener la misma intensidad óptica. He leído que hay algún tipo de amplificador de trans-impedancia etalon que funciona para generar la salida necesaria para esta retroalimentación. Me gustaría saber cómo las superficies reflectantes del etalon generan la señal analógica que es necesaria para la retroalimentación.
Los láseres ajustables utilizan algún tipo de realimentación para mantener la misma intensidad óptica.
Esto no es correcto. De hecho, los láseres implican retroalimentación, pero es un mecanismo de retroalimentación positiva, no retroalimentación negativa. Eso significa que la retroalimentación no es lo que mantiene la intensidad óptica.
Los láseres son esencialmente osciladores ópticos. Hay un mecanismo de retroalimentación positiva y un mecanismo de ganancia que trabajan juntos para sostener una oscilación. El mecanismo de realimentación tiende a hacer que la potencia de salida aumente exponencialmente sin límite. Sin embargo, el mecanismo de ganancia solo es capaz de admitir la potencia de salida del láser que se pone en el proceso de bombeo . Por lo tanto, es el mecanismo de ganancia (o gain medium ) el que mantiene o limita la intensidad de salida del láser, no la retroalimentación.
He leído que hay algún tipo de amplificador de trans-impedancia etalon que funciona para generar la salida necesaria para esta retroalimentación.
De nuevo, esto es incorrecto. Un etalon (como se suele usar el término) es simplemente dos superficies reflectantes planas paralelas entre sí. La luz que se refleja hacia adelante y hacia atrás entre las dos superficies de un etalón es una forma posible de configurar el mecanismo de retroalimentación para producir un láser. Sin embargo, los láseres prácticos utilizan con más frecuencia espejos curvos o arreglos ópticos más complejos (guías de ondas en los tipos más comunes de láser semiconductor) para minimizar las pérdidas por difracción y aumentar la eficiencia del láser.
Además, un etalon no es un amplificador. El amplificador en el láser es generalmente otro material colocado en la cavidad. Por ejemplo, podría ser una pieza de semiconductor, o ciertos otros tipos de cristal (rubí, por ejemplo), o una corriente de líquido que contiene colorante.
Además, el amplificador utilizado en un láser no es un amplificador de transimpedancia . Un amplificador de transimpedancia es un amplificador eléctrico, pero un láser requiere un amplificador óptico.
Me gustaría saber cómo las superficies reflectantes del etalon generan la señal analógica que es necesaria para la retroalimentación.
Ahora, ¿cómo puede configurar un láser para producir una potencia de salida bien controlada? Simplemente podríamos limitar la potencia de la bomba de entrada al láser. Pero luego, si la eficiencia del láser se desvía (lo que hará, debido a los cambios de temperatura, etc.), la potencia de salida del láser cambiará.
Lo que podemos hacer es arrancar una pequeña parte del rayo láser, ya sea desde dentro de la cavidad del láser o desde la salida del láser, y dirigirlo a un fotodiodo. Luego, la salida del fotodiodo se puede usar para controlar la potencia de la bomba de tal manera que se mantenga la potencia de salida del láser. El etalon (si el láser tiene uno) no está particularmente involucrado en este circuito de control.
En este caso, el circuito de control normalmente sería un circuito de retroalimentación negativa. Y casi universalmente, se usaría un amplificador de transimpedancia para convertir la señal del fotodiodo en un voltaje que se puede amplificar en el resto del circuito de control.
Pero los detalles del circuito de control están completamente bajo el control del diseñador. No hay diseños fijos que se usen, o que sean aplicables a todo tipo de láseres. El circuito de control se diseñaría para tener en cuenta la dinámica de la acción del láser, el tipo de señal de control necesaria para controlar el mecanismo de la bomba, la estabilidad requerida de la intensidad de salida, etc.
Láseres ajustables
Hasta ahora ni siquiera he hablado de láseres sintonizables. Todo lo anterior se aplica más o menos a cualquier tipo de láser, sintonizable o de otro tipo.
Pero los láseres ajustables se vuelven aún más complicados, porque desea controlar no solo la intensidad de salida sino también la longitud de onda. En este caso, si la cavidad del láser está formada por un etalón, el desplazamiento de la separación entre las superficies del etalón puede ser un medio para controlar la longitud de onda. En este caso, el etalon es un accionador que establece la longitud de onda, no es un sensor que comprueba la longitud de onda y no es un amplificador.
También sería posible usar un (segundo) etalón fuera del láser, en un segundo haz de pick-off, para probar la longitud de onda y usarlo para impulsar un mecanismo de realimentación para sintonizar el láser. Aquí, el etalón se usaría esencialmente como un filtro de paso de banda de banda estrecha para detectar si la longitud de onda de salida del láser coincide con la longitud de onda deseada o no. Se utilizaría un fotodiodo después del etalon y componentes adicionales del amplificador para convertir la salida de etalon en una señal que podría usarse para ajustar el mecanismo de sintonización del láser.
En cualquier caso, el rango de sintonización de un etalon es bastante pequeño, y su uso como mecanismo de sintonización o en la trayectoria de detección se limitaría a los casos en que solo se requieren ajustes muy finos a la longitud de onda del láser.