Tehnologija laserskog izvora za detekciju optičkih vlakana, drugi dio

Tehnologija laserskog izvora za detekciju optičkih vlakana, drugi dio

2.2 Sweep jedne valne duljinelaserski izvor

Realizacija skeniranja laserske jedne valne duljine u biti je kontrola fizičkih svojstava uređaja ulaseršupljina (obično središnja valna duljina radne širine pojasa), kako bi se postigla kontrola i odabir uzdužnog načina osciliranja u šupljini, kako bi se postigla svrha ugađanja izlazne valne duljine. Na temelju ovog principa, još 1980-ih, realizacija podesivih vlaknastih lasera uglavnom je postignuta zamjenom reflektivne čeone površine lasera s reflektivnom difrakcijskom rešetkom i odabirom moda laserske šupljine ručnim rotiranjem i podešavanjem difrakcijske rešetke. Godine 2011. Zhu i sur. koristi podesive filtre za postizanje laserskog izlaza podesive jedne valne duljine s uskom širinom linije. Godine 2016. Rayleighov mehanizam kompresije širine linije primijenjen je na kompresiju dvostruke valne duljine, to jest, naprezanje je primijenjeno na FBG kako bi se postiglo lasersko ugađanje dvostruke valne duljine, a izlazna širina laserske linije praćena je u isto vrijeme, dobivajući raspon ugađanja valne duljine od 3 nm. Stabilan izlaz dvostruke valne duljine s širinom linije od približno 700 Hz. Godine 2017. Zhu i sur. upotrijebio je grafen i Braggovu rešetku od mikro-nano vlakana za izradu potpuno optički podesivog filtra, au kombinaciji s Brillouin tehnologijom laserskog sužavanja, upotrijebio je fototermalni učinak grafena blizu 1550 nm za postizanje laserske širine linije od samo 750 Hz i fotokontrolirano brzo i precizno skeniranje od 700 MHz/ms u rasponu valnih duljina od 3,67 nm. Kao što je prikazano na slici 5. Gore navedena metoda kontrole valne duljine u osnovi realizira odabir laserskog načina rada izravnom ili neizravnom promjenom središnje valne duljine pojasa propuštanja uređaja u laserskoj šupljini.

Slika 5 (a) Eksperimentalna postavka optički kontrolirane valne duljinepodesivi fiber laseri mjerni sustav;

(b) Izlazni spektri na izlazu 2 s poboljšanjem upravljačke pumpe

2.3 Bijeli laserski izvor svjetlosti

Razvoj izvora bijelog svjetla prošao je različite faze kao što su halogena volframova lampa, deuterijska lampa,poluvodički laseri superkontinualni izvor svjetlosti. Konkretno, superkontinualni izvor svjetlosti, pod pobudom femtosekundnih ili pikosekundnih impulsa sa super prijelaznom snagom, proizvodi nelinearne efekte različitih redova u valovodu, a spektar je uvelike proširen, što može pokriti pojas od vidljive svjetlosti do bliske infracrvene, i ima jaku koherentnost. Osim toga, podešavanjem disperzije i nelinearnosti posebnog vlakna, njegov se spektar čak može proširiti do srednjeg infracrvenog pojasa. Ova vrsta laserskog izvora uvelike se primjenjuje u mnogim poljima, kao što je optička koherentna tomografija, detekcija plina, biološko snimanje i tako dalje. Zbog ograničenja izvora svjetlosti i nelinearnog medija, rani spektar superkontinuuma uglavnom je proizveden optičkim staklom za pumpanje lasera čvrstog stanja kako bi se proizveo spektar superkontinuuma u vidljivom području. Od tada je optičko vlakno postupno postalo izvrstan medij za generiranje širokopojasnog superkontinuuma zbog svog velikog nelinearnog koeficijenta i malog polja načina prijenosa. Glavni nelinearni učinci uključuju miješanje četiri vala, nestabilnost modulacije, modulaciju vlastite faze, modulaciju unakrsne faze, cijepanje solitona, Ramanovo raspršenje, pomak vlastite frekvencije solitona itd., a udio svakog učinka također je različit ovisno o širina impulsa pobudnog impulsa i disperzija vlakna. Općenito, sada je superkontinualni izvor svjetlosti uglavnom usmjeren na poboljšanje snage lasera i proširenje spektralnog raspona, te obratite pozornost na njegovu kontrolu koherencije.

3 Sažetak

Ovaj rad sažima i daje pregled laserskih izvora koji se koriste za podršku tehnologiji senzora vlakana, uključujući laser uske širine linije, podesivi laser s jednom frekvencijom i širokopojasni bijeli laser. Detaljno su predstavljeni zahtjevi primjene i status razvoja ovih lasera u području detekcije vlakana. Analizirajući njihove zahtjeve i status razvoja, zaključuje se da idealan laserski izvor za senzor vlakana može postići ultra-uzak i ultra-stabilan laserski izlaz na bilo kojem pojasu iu bilo koje vrijeme. Stoga započinjemo s laserom uske širine linije, podesivim laserom uske širine linije i laserom bijele svjetlosti sa širokom propusnošću pojačanja i pronalazimo učinkovit način za realizaciju idealnog laserskog izvora za detekciju vlakana analizirajući njihov razvoj.