Laserkildeteknologi til optisk fiberregistrering, del to
2.2 Enkelt bølgelængde sweeplaserkilde
Realiseringen af laser-sweep med enkelt bølgelængde er i det væsentlige at kontrollere de fysiske egenskaber af enheden ilaserkavitet (normalt midterbølgelængden af driftsbåndbredden), for at opnå styring og valg af den oscillerende langsgående tilstand i kaviteten, for at opnå formålet med at indstille outputbølgelængden.Baseret på dette princip, så tidligt som i 1980'erne, blev realiseringen af afstembare fiberlasere hovedsageligt opnået ved at erstatte en reflekterende endeflade af laseren med et reflekterende diffraktionsgitter og vælge laserkavitetstilstanden ved manuelt at rotere og justere diffraktionsgitteret.I 2011, Zhu et al.brugt afstembare filtre til at opnå enkelt-bølgelængde afstembart laseroutput med smal linjebredde.I 2016 blev Rayleigh linjebredde kompressionsmekanisme anvendt til dobbeltbølgelængde kompression, det vil sige stress blev påført FBG for at opnå dobbeltbølgelængde lasertuning, og output laser linjebredden blev overvåget på samme tid, hvilket opnåede et bølgelængde tuning område på 3 nm.Dobbelt bølgelængde stabilt output med en linjebredde på cirka 700 Hz.I 2017, Zhu et al.brugte grafen og mikro-nano fiber Bragg-gitter til at lave et helt optisk tunbart filter, og kombineret med Brillouin laserindsnævringsteknologi brugte den fototermiske effekt af grafen nær 1550 nm for at opnå en laserlinjebredde så lav som 750 Hz og en fotostyret hurtig og nøjagtig scanning på 700 MHz/ms i bølgelængdeområdet 3,67 nm.Som vist i figur 5. Ovenstående bølgelængdekontrolmetode realiserer grundlæggende lasertilstandsvalget ved direkte eller indirekte at ændre pasbåndets midterbølgelængde af enheden i laserhulrummet.
Fig. 5 (a) Eksperimentel opsætning af den optisk kontrollerbare bølgelængde-afstembar fiberlaserog målesystemet;
(b) Udgangsspektre ved udgang 2 med forbedring af den styrende pumpe
2.3 Hvid laserlyskilde
Udviklingen af hvid lyskilde har oplevet forskellige stadier såsom halogen wolfram lampe, deuterium lampe,halvleder laserog supercontinuum lyskilde.Især superkontinuum lyskilden, under excitation af femtosekund eller picosekund pulser med super transient effekt, producerer ikke-lineære effekter af forskellige ordener i bølgelederen, og spektret udvides kraftigt, hvilket kan dække båndet fra synligt lys til nær infrarødt, og har stærk sammenhæng.Derudover kan dens spektrum endda udvides til det mellem-infrarøde bånd ved at justere spredningen og ikke-lineariteten af den specielle fiber.Denne form for laserkilde er i høj grad blevet anvendt på mange områder, såsom optisk kohærenstomografi, gasdetektion, biologisk billeddannelse og så videre.På grund af begrænsningen af lyskilde og ikke-lineært medium blev det tidlige superkontinuumspektrum hovedsageligt produceret af faststoflaserpumpende optisk glas for at producere superkontinuumspektret i det synlige område.Siden da er optisk fiber efterhånden blevet et fremragende medium til at generere bredbåndssuperkontinuum på grund af dens store ikke-lineære koefficient og lille transmissionstilstandsfelt.De vigtigste ikke-lineære effekter inkluderer fire-bølge-blanding, modulations-ustabilitet, selvfase-modulation, krydsfase-modulation, soliton-opdeling, Raman-spredning, soliton-selvfrekvensskift osv., og andelen af hver effekt er også forskellig i henhold til pulsbredden af excitationsimpulsen og spredningen af fiberen.Generelt er superkontinuum-lyskilden nu primært til at forbedre lasereffekten og udvide spektralområdet, og vær opmærksom på dens kohærenskontrol.
3 Resumé
Dette papir opsummerer og gennemgår de laserkilder, der bruges til at understøtte fibersensorteknologi, herunder laser med smal linjebredde, enkeltfrekvensjusterbar laser og bredbånds hvid laser.Anvendelseskravene og udviklingsstatus for disse lasere inden for fiberføling introduceres i detaljer.Ved at analysere deres krav og udviklingsstatus konkluderes det, at den ideelle laserkilde til fiberregistrering kan opnå ultrasmal og ultrastabil laseroutput på ethvert bånd og når som helst.Derfor starter vi med smal linjebreddelaser, tunbar smal linjebreddelaser og hvidlyslaser med bred forstærkningsbåndbredde, og finder ud af en effektiv måde at realisere den ideelle laserkilde til fibersensing ved at analysere deres udvikling.
Indlægstid: 21. nov. 2023