Technologia źródła laserowego do wykrywania światłowodów Część druga
2.2 Przemiatanie pojedynczej długości faliźródło laserowe
Realizacja laserowego przemiatania pojedynczej długości fali polega zasadniczo na kontrolowaniu właściwości fizycznych urządzenia wlaserwnęka (zwykle środkowa długość fali pasma roboczego), aby uzyskać kontrolę i wybór oscylującego trybu podłużnego w wnęce, aby osiągnąć cel dostrojenia wyjściowej długości fali. W oparciu o tę zasadę, już w latach 80. XX wieku, realizacja strojonych laserów światłowodowych była osiągana głównie poprzez zastąpienie odblaskowej powierzchni końcowej lasera odblaskową kratką dyfrakcyjną i wybór trybu wnęki lasera poprzez ręczne obracanie i dostrajanie kratki dyfrakcyjnej. W 2011 roku Zhu i in. zastosowali strojone filtry, aby uzyskać strojone wyjście lasera o pojedynczej długości fali z wąską szerokością linii. W 2016 roku mechanizm kompresji szerokości linii Rayleigha został zastosowany do kompresji o podwójnej długości fali, to znaczy, że naprężenie zostało zastosowane do FBG w celu uzyskania strojenia lasera o podwójnej długości fali, a szerokość linii wyjściowej lasera była monitorowana w tym samym czasie, uzyskując zakres strojenia długości fali wynoszący 3 nm. Stabilne wyjście o podwójnej długości fali z szerokością linii wynoszącą około 700 Hz. W 2017 roku Zhu i in. użyli grafenu i mikro-nanowłóknowej siatki Bragga do stworzenia całkowicie optycznego, strojonego filtra i w połączeniu z technologią zwężania laserowego Brillouina, wykorzystali fototermiczny efekt grafenu w pobliżu 1550 nm, aby uzyskać szerokość linii lasera tak niską jak 750 Hz oraz fotokontrolowane szybkie i dokładne skanowanie 700 MHz/ms w zakresie długości fal 3,67 nm. Jak pokazano na rysunku 5. Powyższa metoda sterowania długością fali zasadniczo realizuje wybór trybu lasera poprzez bezpośrednią lub pośrednią zmianę środkowej długości fali pasma przepustowego urządzenia w komorze laserowej.
Rys. 5 (a) Eksperymentalna konfiguracja urządzenia do sterowania długością fali za pomocą optykilaser światłowodowy strojonyi układ pomiarowy;
(b) Widma wyjściowe na wyjściu 2 z ulepszeniem pompy sterującej
2.3 Źródło światła laserowego białego
Rozwój źródeł światła białego przechodził przez różne etapy, takie jak lampa halogenowa wolframowa, lampa deuterowa,laser półprzewodnikowyi supercontinuum źródło światła. W szczególności supercontinuum źródło światła, pod wpływem impulsów femtosekundowych lub pikosekundowych o superprzejściowej mocy, wytwarza nieliniowe efekty różnych rzędów w falowodzie, a widmo jest znacznie rozszerzone, co może obejmować pasmo od światła widzialnego do bliskiej podczerwieni i ma silną spójność. Ponadto, poprzez dostosowanie dyspersji i nieliniowości specjalnego włókna, jego widmo można nawet rozszerzyć do pasma średniej podczerwieni. Ten rodzaj źródła laserowego został szeroko zastosowany w wielu dziedzinach, takich jak optyczna tomografia koherentna, wykrywanie gazów, obrazowanie biologiczne i tak dalej. Ze względu na ograniczenia źródła światła i nieliniowego ośrodka, wczesne widmo supercontinuum było wytwarzane głównie przez pompowanie szkła optycznego laserem w stanie stałym w celu wytworzenia widma supercontinuum w zakresie widzialnym. Od tego czasu światłowód stopniowo stał się doskonałym medium do generowania szerokopasmowego supercontinuum ze względu na duży współczynnik nieliniowy i małe pole trybu transmisji. Główne efekty nieliniowe obejmują mieszanie czterech fal, niestabilność modulacji, samoistną modulację fazową, modulację międzyfazową, rozszczepienie solitonów, rozpraszanie Ramana, samoistne przesunięcie częstotliwości solitonów itd., a proporcje każdego efektu są również różne w zależności od szerokości impulsu wzbudzenia i rozproszenia włókna. Ogólnie rzecz biorąc, obecnie superkontinuumowe źródło światła jest głównie ukierunkowane na poprawę mocy lasera i rozszerzenie zakresu widmowego, a także zwraca uwagę na kontrolę jego koherencji.
3 Podsumowanie
W tym artykule podsumowano i omówiono źródła laserowe wykorzystywane do obsługi technologii wykrywania włókien, w tym laser o wąskiej szerokości linii, laser o pojedynczej częstotliwości i szerokopasmowy biały laser. Przedstawiono szczegółowo wymagania aplikacji i stan rozwoju tych laserów w dziedzinie wykrywania włókien. Analizując ich wymagania i stan rozwoju, wyciągnięto wniosek, że idealne źródło laserowe do wykrywania włókien może osiągnąć ultrawąską i ultrastabilną moc lasera w dowolnym paśmie i w dowolnym czasie. Dlatego zaczynamy od lasera o wąskiej szerokości linii, lasera o wąskiej szerokości linii i lasera światła białego o szerokim paśmie wzmocnienia i znajdujemy skuteczny sposób na realizację idealnego źródła laserowego do wykrywania włókien poprzez analizę ich rozwoju.
Czas publikacji: 21-11-2023