Laserkildeteknologi til optisk fiberregistrering del to
2.2 Enkelt bølgelængde-sweeplaserkilde
Realiseringen af laserens enkeltbølgelængde-sweep er i bund og grund at kontrollere enhedens fysiske egenskaber ilaserhulrum (normalt centerbølgelængden af driftsbåndbredden) for at opnå kontrol og valg af den oscillerende longitudinelle tilstand i hulrummet for at opnå formålet med at justere udgangsbølgelængden. Baseret på dette princip blev realiseringen af justerbare fiberlasere allerede i 1980'erne primært opnået ved at erstatte en reflekterende endeflade på laseren med et reflekterende diffraktionsgitter og vælge laserhulrumstilstanden ved manuelt at rotere og justere diffraktionsgitteret. I 2011 brugte Zhu et al. justerbare filtre til at opnå en justerbar laseroutput med en enkelt bølgelængde og smal linjebredde. I 2016 blev Rayleigh-linjebreddekompressionsmekanismen anvendt til dobbeltbølgelængdekompression, dvs. stress blev påført FBG for at opnå dobbeltbølgelængdelaserjustering, og udgangslaserlinjebredden blev overvåget samtidig, hvilket opnåede et bølgelængdejusteringsområde på 3 nm. Stabilt output med dobbeltbølgelængde og en linjebredde på ca. 700 Hz. I 2017, Zhu et al. brugte grafen og mikro-nanofiber Bragg-gitter til at lave et fuldt optisk justerbart filter, og kombineret med Brillouin-laserindsnævringsteknologi brugte man den fototermiske effekt af grafen nær 1550 nm til at opnå en laserlinjebredde så lav som 750 Hz og en fotokontrolleret hurtig og præcis scanning på 700 MHz/ms i bølgelængdeområdet 3,67 nm. Som vist i figur 5. Ovenstående bølgelængdekontrolmetode realiserer grundlæggende valget af lasertilstand ved direkte eller indirekte at ændre enhedens passbåndscenterbølgelængde i laserhulrummet.
Fig. 5 (a) Eksperimentel opsætning af den optisk kontrollerbare bølgelængde-justerbar fiberlaserog målesystemet;
(b) Udgangsspektre ved udgang 2 med forstærkning af den styrende pumpe
2.3 Hvid laserlyskilde
Udviklingen af hvide lyskilder har gennemgået forskellige stadier, såsom halogenwolframlampe, deuteriumlampe,halvlederlaserog superkontinuum lyskilde. Især producerer superkontinuum lyskilden, under excitation af femtosekund- eller picosekundpulser med supertransient effekt, ikke-lineære effekter af forskellige størrelsesordener i bølgelederen, og spektret udvides betydeligt, hvilket kan dække båndet fra synligt lys til nær infrarødt og har stærk kohærens. Derudover kan dens spektrum ved at justere spredningen og ikke-lineariteten af den specielle fiber endda udvides til det midterste infrarøde bånd. Denne type laserkilde er blevet anvendt i vid udstrækning inden for mange områder, såsom optisk kohærenstomografi, gasdetektion, biologisk billeddannelse og så videre. På grund af begrænsningerne i lyskilden og det ikke-lineære medium blev det tidlige superkontinuumspektrum hovedsageligt produceret af faststoflaserpumpende optisk glas for at producere superkontinuumspektret i det synlige område. Siden da er optisk fiber gradvist blevet et fremragende medium til at generere bredbåndet superkontinuum på grund af dens store ikke-lineære koefficient og lille transmissionsfelt. De vigtigste ikke-lineære effekter omfatter firebølgeblanding, modulationsinstabilitet, selvfasemodulation, krydsfasemodulation, soliton-splitning, Raman-spredning, soliton-selvfrekvensforskydning osv., og andelen af hver effekt er også forskellig afhængigt af excitationspulsens pulsbredde og fiberens spredning. Generelt er superkontinuum-lyskilder nu primært rettet mod at forbedre lasereffekten og udvide det spektrale område, og der skal være opmærksomhed på dens kohærenskontrol.
3 Resumé
Denne artikel opsummerer og gennemgår de laserkilder, der anvendes til at understøtte fiberregistreringsteknologi, herunder smal linjebreddelaser, justerbar laser med enkelt frekvens og bredbåndshvidlaser. Anvendelseskravene og udviklingsstatus for disse lasere inden for fiberregistrering introduceres i detaljer. Ved at analysere deres krav og udviklingsstatus konkluderes det, at den ideelle laserkilde til fiberregistrering kan opnå ultra-smal og ultra-stabil laseroutput på ethvert bånd og når som helst. Derfor starter vi med smal linjebreddelaser, justerbar smal linjebreddelaser og hvidlyslaser med bred forstærkningsbåndbredde og finder en effektiv måde at realisere den ideelle laserkilde til fiberregistrering ved at analysere deres udvikling.
Opslagstidspunkt: 21. november 2023