Tehnologija laserskog izvora za optička vlakna, drugi dio
2.2 Pregled jedne valne duljinelaserski izvor
Realizacija laserskog zamaha jedne valne duljine u biti je kontrola fizičkih svojstava uređaja ulaseršupljine (obično središnje valne duljine radne širine pojasa), kako bi se postigla kontrola i odabir oscilirajućeg longitudinalnog moda u šupljini, te kako bi se postigla svrha podešavanja izlazne valne duljine. Na temelju ovog principa, već 1980-ih, realizacija podesivih vlaknastih lasera uglavnom se postigla zamjenom reflektirajuće čeone površine lasera reflektirajućom difrakcijskom rešetkom i odabirom moda laserske šupljine ručnim okretanjem i podešavanjem difrakcijske rešetke. Godine 2011. Zhu i suradnici koristili su podesive filtere kako bi postigli laserski izlaz s podesivom jednom valnom duljinom i uskom širinom linije. Godine 2016. Rayleighov mehanizam kompresije širine linije primijenjen je na kompresiju dvostruke valne duljine, odnosno naprezanje je primijenjeno na FBG kako bi se postiglo podešavanje lasera dvostruke valne duljine, a istovremeno se pratila širina izlazne laserske linije, čime se dobio raspon podešavanja valne duljine od 3 nm. Izlaz stabilan s dvostrukom valnom duljinom i širinom linije od približno 700 Hz. Godine 2017. Zhu i suradnici koristili su grafen i mikro-nano vlaknastu Braggovu rešetku za izradu potpuno optičkog podesivog filtera, te u kombinaciji s Brillouinovom tehnologijom laserskog sužavanja, koristili su fototermalni učinak grafena blizu 1550 nm za postizanje širine laserske linije do 750 Hz i fotokontroliranog brzog i točnog skeniranja od 700 MHz/ms u rasponu valnih duljina od 3,67 nm. Kao što je prikazano na slici 5. Gornja metoda kontrole valne duljine u osnovi ostvaruje odabir laserskog načina rada izravnom ili neizravnom promjenom središnje valne duljine propusnog pojasa uređaja u laserskoj šupljini.
Sl. 5 (a) Eksperimentalni postav optički upravljive valne duljine-podesivi vlaknasti laseri mjerni sustav;
(b) Izlazni spektri na izlazu 2 s pojačanjem upravljačke pumpe
2.3 Izvor bijele laserske svjetlosti
Razvoj izvora bijele svjetlosti prošao je kroz različite faze kao što su halogena volframova lampa, deuterijeva lampa,poluvodički laseri superkontinuum izvor svjetlosti. Konkretno, superkontinuum izvor svjetlosti, pod pobudom femtosekundnih ili pikosekundnih impulsa sa supertranzijentnom snagom, proizvodi nelinearne efekte različitih redova u valovodu, a spektar se znatno proširuje, što može pokriti pojas od vidljive svjetlosti do bliskog infracrvenog područja i ima jaku koherenciju. Osim toga, podešavanjem disperzije i nelinearnosti posebnog vlakna, njegov spektar se može proširiti čak i na srednji infracrveni pojas. Ova vrsta laserskog izvora uvelike se primjenjuje u mnogim područjima, kao što su optička koherentna tomografija, detekcija plina, biološko snimanje i tako dalje. Zbog ograničenja izvora svjetlosti i nelinearnog medija, rani spektar superkontinuuma uglavnom se proizvodio laserskim pumpanjem optičkog stakla u čvrstom stanju kako bi se stvorio spektar superkontinuuma u vidljivom području. Od tada su optička vlakna postupno postala izvrstan medij za generiranje širokopojasnog superkontinuuma zbog svog velikog nelinearnog koeficijenta i malog polja prijenosnog moda. Glavni nelinearni efekti uključuju miješanje četiriju valova, nestabilnost modulacije, samofaznu modulaciju, međufaznu modulaciju, cijepanje solitona, Ramanovo raspršenje, pomak samofrekvencije solitona itd., a udio svakog efekta također se razlikuje ovisno o širini impulsa pobudnog impulsa i disperziji vlakna. Općenito, sada se superkontinualni izvor svjetlosti uglavnom usmjerava na poboljšanje laserske snage i proširenje spektralnog raspona, te se obraća pažnja na njegovu kontrolu koherencije.
3 Sažetak
Ovaj rad sažima i pregledava laserske izvore koji se koriste za podršku tehnologiji optičkih senzora, uključujući laser uske širine linije, laser s podesivom jednom frekvencijom i širokopojasni bijeli laser. Detaljno su predstavljeni zahtjevi primjene i status razvoja ovih lasera u području optičkih senzora. Analizom njihovih zahtjeva i statusa razvoja zaključeno je da idealan laserski izvor za optička senzorska ispitivanja može postići ultrauzak i ultrastabilan laserski izlaz u bilo kojem pojasu i u bilo koje vrijeme. Stoga počinjemo s laserom uske širine linije, laserom s podesivom uskom širinom linije i laserom bijele svjetlosti sa širokim pojasom pojačanja te pronalazimo učinkovit način za ostvarenje idealnog laserskog izvora za optička senzorska ispitivanja analizirajući njihov razvoj.
Vrijeme objave: 21. studenog 2023.