Технология на лазерен източник за отчитане на оптични влакна, част втора
2.2 Изчистване на една дължина на вълнаталазерен източник
Реализирането на лазерно сканиране с една дължина на вълната е основно за контролиране на физическите свойства на устройството влазеркухина (обикновено централната дължина на вълната на работната честотна лента), така че да се постигне контрол и избор на осцилиращия надлъжен режим в кухината, така че да се постигне целта за настройка на изходната дължина на вълната.Въз основа на този принцип още през 80-те години на миналия век реализацията на регулируеми оптични лазери беше постигната главно чрез замяна на отразяващата крайна повърхност на лазера с отразяваща дифракционна решетка и избиране на режим на лазерна кухина чрез ръчно завъртане и настройка на дифракционната решетка.През 2011 г. Zhu et al.използва регулируеми филтри за постигане на регулируем лазерен изход с една дължина на вълната с тясна ширина на линията.През 2016 г. беше приложен механизъм за компресиране на ширината на линията на Rayleigh за компресия с двойна дължина на вълната, т.е. напрежение беше приложено към FBG за постигане на лазерна настройка с двойна дължина на вълната и изходната ширина на линията на лазера беше наблюдавана в същото време, като се получи диапазон на настройка на дължината на вълната от 3 nm.Стабилен изход с две дължини на вълната с ширина на линията приблизително 700 Hz.През 2017 г. Zhu et al.използва графен и микро-нано влакна Bragg решетка, за да направи изцяло оптичен регулируем филтър и в комбинация с технологията за лазерно стесняване на Brillouin, използва фототермичния ефект на графена близо до 1550 nm, за да постигне лазерна ширина на линията до 750 Hz и фотоконтролирано бързо и точно сканиране от 700 MHz/ms в обхвата на дължина на вълната от 3,67 nm.Както е показано на фигура 5. Горният метод за контрол на дължината на вълната основно реализира избора на лазерен режим чрез пряка или индиректна промяна на централната дължина на вълната на лентата на пропускане на устройството в лазерната кухина.
Фиг. 5 (а) Експериментална настройка на оптично контролираната дължина на вълната-регулируем оптичен лазери системата за измерване;
( b ) Изходни спектри на изход 2 с подобрение на управляващата помпа
2.3 Бял лазерен източник на светлина
Развитието на източника на бяла светлина е преминало през различни етапи като халогенна волфрамова лампа, деутериева лампа,полупроводников лазери суперконтинуумен източник на светлина.По-специално, светлинният източник на суперконтинуум, под възбуждането на фемтосекундни или пикосекундни импулси със супер преходна мощност, произвежда нелинейни ефекти от различни порядки във вълновода и спектърът е значително разширен, което може да покрие лентата от видима светлина до близка инфрачервена светлина, и има силна кохерентност.В допълнение, чрез регулиране на дисперсията и нелинейността на специалното влакно, неговият спектър може дори да бъде разширен до средната инфрачервена лента.Този вид лазерен източник се прилага широко в много области, като оптична кохерентна томография, откриване на газ, биологични изображения и т.н.Поради ограничението на източника на светлина и нелинейната среда, ранният спектър на суперконтинуума се произвежда главно от оптично стъкло с твърдотелно лазерно изпомпване, за да се получи спектърът на суперконтинуума във видимия диапазон.Оттогава оптичното влакно постепенно се превърна в отлична среда за генериране на широколентов суперконтинуум поради големия си нелинеен коефициент и малко поле на режим на предаване.Основните нелинейни ефекти включват смесване на четири вълни, модулационна нестабилност, самофазова модулация, кръстосана фазова модулация, разделяне на солитони, раманово разсейване, изместване на собствената честота на солитон и т.н., като делът на всеки ефект също е различен в зависимост от широчина на импулса на възбуждане и дисперсия на влакното.Като цяло сега суперконтинуумният светлинен източник е насочен главно към подобряване на мощността на лазера и разширяване на спектралния диапазон и обърнете внимание на неговия контрол на кохерентността.
3 Резюме
Тази статия обобщава и прави преглед на лазерните източници, използвани за поддържане на технология за отчитане на влакна, включително лазер с тясна ширина на линията, регулируем лазер с една честота и широколентов бял лазер.Изискванията за приложение и състоянието на развитие на тези лазери в областта на сензорите за влакна са представени подробно.Чрез анализиране на техните изисквания и статус на развитие се стига до заключението, че идеалният лазерен източник за отчитане на влакна може да постигне ултратесен и ултрастабилен лазерен изход във всяка лента и по всяко време.Затова започваме с лазер с тясна ширина на линия, регулируем лазер с тясна ширина на линия и лазер с бяла светлина с широка честотна лента и откриваме ефективен начин за реализиране на идеалния лазерен източник за отчитане на влакна, като анализираме тяхното развитие.
Време на публикуване: 21 ноември 2023 г