Τεχνολογία πηγής λέιζερ για ανίχνευση οπτικών ινών Μέρος Δεύτερο

Τεχνολογία πηγής λέιζερ για ανίχνευση οπτικών ινών Μέρος Δεύτερο

2.2 Σάρωση ενός μήκους κύματοςπηγή λέιζερ

Η υλοποίηση της σάρωσης μονού μήκους κύματος λέιζερ είναι ουσιαστικά για τον έλεγχο των φυσικών ιδιοτήτων της συσκευής.λέιζερκοιλότητα (συνήθως το κεντρικό μήκος κύματος του λειτουργικού εύρους ζώνης), έτσι ώστε να επιτευχθεί ο έλεγχος και η επιλογή της ταλαντούμενης διαμήκους λειτουργίας στην κοιλότητα, έτσι ώστε να επιτευχθεί ο σκοπός της ρύθμισης του μήκους κύματος εξόδου. Με βάση αυτήν την αρχή, ήδη από τη δεκαετία του 1980, η υλοποίηση των ρυθμιζόμενων λέιζερ οπτικών ινών επιτεύχθηκε κυρίως αντικαθιστώντας μια ανακλαστική ακραία επιφάνεια του λέιζερ με ένα ανακλαστικό πλέγμα περίθλασης και επιλέγοντας τη λειτουργία κοιλότητας λέιζερ περιστρέφοντας και ρυθμίζοντας χειροκίνητα το πλέγμα περίθλασης. Το 2011, οι Zhu et al. χρησιμοποίησαν ρυθμιζόμενα φίλτρα για να επιτύχουν ρυθμιζόμενη έξοδο λέιζερ μονού μήκους κύματος με στενό πλάτος γραμμής. Το 2016, ο μηχανισμός συμπίεσης πλάτους γραμμής Rayleigh εφαρμόστηκε στη συμπίεση διπλού μήκους κύματος, δηλαδή, εφαρμόστηκε τάση στο FBG για να επιτευχθεί ρύθμιση λέιζερ διπλού μήκους κύματος και το πλάτος γραμμής εξόδου του λέιζερ παρακολουθήθηκε ταυτόχρονα, επιτυγχάνοντας εύρος ρύθμισης μήκους κύματος 3 nm. Σταθερή έξοδος διπλού μήκους κύματος με πλάτος γραμμής περίπου 700 Hz. Το 2017, οι Zhu et al. χρησιμοποίησαν γραφένιο και πλέγμα Bragg από μικρο-νανοΐνες για να κατασκευάσουν ένα πλήρως οπτικά ρυθμιζόμενο φίλτρο και, σε συνδυασμό με την τεχνολογία στένωσης λέιζερ Brillouin, χρησιμοποίησαν το φωτοθερμικό φαινόμενο του γραφενίου κοντά στα 1550 nm για να επιτύχουν πλάτος γραμμής λέιζερ μόλις 750 Hz και φωτοελεγχόμενη γρήγορη και ακριβή σάρωση 700 MHz/ms στην περιοχή μήκους κύματος 3,67 nm. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 5. Η παραπάνω μέθοδος ελέγχου μήκους κύματος ουσιαστικά πραγματοποιεί την επιλογή λειτουργίας λέιζερ αλλάζοντας άμεσα ή έμμεσα το μήκος κύματος του κέντρου της ζώνης διέλευσης της συσκευής στην κοιλότητα του λέιζερ.

Σχήμα 5 (α) Πειραματική διάταξη του οπτικά ελεγχόμενου μήκους κύματος-ρυθμιζόμενο λέιζερ οπτικών ινώνκαι το σύστημα μέτρησης·

(β) Φάσματα εξόδου στην έξοδο 2 με την ενίσχυση της αντλίας ελέγχου

2.3 Πηγή λευκού φωτός λέιζερ

Η ανάπτυξη της πηγής λευκού φωτός έχει περάσει από διάφορα στάδια, όπως η λάμπα αλογόνου βολφραμίου, η λάμπα δευτερίου,λέιζερ ημιαγωγώνκαι πηγή φωτός υπερσυνεχούς. Συγκεκριμένα, η πηγή φωτός υπερσυνεχούς, υπό την διέγερση παλμών φεμτοδευτερολέπτου ή πικοδευτερολέπτου με υπερμεταβατική ισχύ, παράγει μη γραμμικά φαινόμενα διαφόρων τάξεων στον κυματοδηγό, και το φάσμα διευρύνεται σημαντικά, γεγονός που μπορεί να καλύψει τη ζώνη από το ορατό φως έως το εγγύς υπέρυθρο, και έχει ισχυρή συνοχή. Επιπλέον, ρυθμίζοντας τη διασπορά και τη μη γραμμικότητα της ειδικής ίνας, το φάσμα της μπορεί ακόμη και να επεκταθεί στη ζώνη μέσου υπέρυθρου. Αυτό το είδος πηγής λέιζερ έχει εφαρμοστεί ευρέως σε πολλούς τομείς, όπως η οπτική τομογραφία συνοχής, η ανίχνευση αερίων, η βιολογική απεικόνιση κ.ο.κ. Λόγω του περιορισμού της πηγής φωτός και του μη γραμμικού μέσου, το πρώιμο φάσμα υπερσυνεχούς παράχθηκε κυρίως από οπτικό γυαλί άντλησης λέιζερ στερεάς κατάστασης για την παραγωγή του φάσματος υπερσυνεχούς στο ορατό εύρος. Έκτοτε, η οπτική ίνα έχει σταδιακά γίνει ένα εξαιρετικό μέσο για τη δημιουργία ευρυζωνικού υπερσυνεχούς λόγω του μεγάλου μη γραμμικού συντελεστή και του μικρού πεδίου τρόπου μετάδοσης. Τα κύρια μη γραμμικά φαινόμενα περιλαμβάνουν την ανάμειξη τεσσάρων κυμάτων, την αστάθεια διαμόρφωσης, την αυτοφασική διαμόρφωση, τη διασταυρούμενη διαμόρφωση, τη διάσπαση σολιτονίων, τη σκέδαση Raman, τη μετατόπιση αυτοσυχνότητας σολιτονίων κ.λπ., και η αναλογία κάθε φαινομένου είναι επίσης διαφορετική ανάλογα με το πλάτος παλμού του παλμού διέγερσης και τη διασπορά της ίνας. Γενικά, τώρα η πηγή φωτός υπερσυνεχούς χρησιμοποιείται κυρίως για τη βελτίωση της ισχύος του λέιζερ και την επέκταση του φασματικού εύρους, και δίνεται προσοχή στον έλεγχο της συνοχής της.

3 Σύνοψη

Αυτή η εργασία συνοψίζει και εξετάζει τις πηγές λέιζερ που χρησιμοποιούνται για την υποστήριξη της τεχνολογίας ανίχνευσης οπτικών ινών, συμπεριλαμβανομένου του λέιζερ στενού πλάτους γραμμής, του λέιζερ μονής συχνότητας με δυνατότητα ρύθμισης και του λευκού λέιζερ ευρείας ζώνης. Οι απαιτήσεις εφαρμογής και η κατάσταση ανάπτυξης αυτών των λέιζερ στον τομέα της ανίχνευσης οπτικών ινών παρουσιάζονται λεπτομερώς. Αναλύοντας τις απαιτήσεις και την κατάσταση ανάπτυξής τους, συμπεραίνεται ότι η ιδανική πηγή λέιζερ για ανίχνευση οπτικών ινών μπορεί να επιτύχει εξαιρετικά στενή και εξαιρετικά σταθερή έξοδο λέιζερ σε οποιαδήποτε ζώνη και οποιαδήποτε στιγμή. Επομένως, ξεκινάμε με λέιζερ στενού πλάτους γραμμής, λέιζερ ρυθμιζόμενου στενού πλάτους γραμμής και λέιζερ λευκού φωτός με ευρύ εύρος ζώνης κέρδους και βρίσκουμε έναν αποτελεσματικό τρόπο για να υλοποιήσουμε την ιδανική πηγή λέιζερ για ανίχνευση οπτικών ινών αναλύοντας την ανάπτυξή τους.