Technologia źródła laserowego do wykrywania światłowodów Część druga
2.2 Przemiatanie o pojedynczej długości faliźródło laserowe
Realizacja przemiatania laserowego o pojedynczej długości fali polega zasadniczo na kontrolowaniu właściwości fizycznych urządzenia wlaserwnęki (zwykle środkowa długość pasma roboczego), aby uzyskać kontrolę i wybór oscylującego trybu podłużnego we wnęce, aby osiągnąć cel dostrojenia wyjściowej długości fali.W oparciu o tę zasadę już w latach 80. XX wieku produkcję przestrajalnych laserów światłowodowych osiągano głównie poprzez zastąpienie odblaskowej powierzchni czołowej lasera odblaskową siatką dyfrakcyjną i wybór trybu wnęki lasera poprzez ręczne obracanie i dostrajanie siatki dyfrakcyjnej.W 2011 roku Zhu i in.zastosował przestrajalne filtry, aby uzyskać przestrajalną moc lasera o pojedynczej długości fali i wąskiej szerokości linii.W 2016 roku do kompresji przy dwóch długościach fali zastosowano mechanizm kompresji szerokości linii Rayleigha, to znaczy do FBG zastosowano naprężenie, aby uzyskać strojenie lasera o dwóch długościach fali, a jednocześnie monitorowano wyjściową szerokość linii lasera, uzyskując zakres strojenia długości fali wynoszący 3 nm.Stabilne wyjście o dwóch długościach fali i szerokości linii około 700 Hz.W 2017 r. Zhu i in.wykorzystał grafen i siatkę Bragga z mikronano włókien do stworzenia w pełni optycznego przestrajalnego filtra, a w połączeniu z technologią zawężania lasera Brillouina wykorzystał efekt fototermiczny grafenu w pobliżu 1550 nm, aby uzyskać szerokość linii lasera tak niską jak 750 Hz oraz fotokontrolowaną szybką i dokładne skanowanie 700 MHz/ms w zakresie długości fal 3,67 nm.Jak pokazano na rysunku 5. Powyższa metoda kontroli długości fali zasadniczo realizuje wybór trybu lasera poprzez bezpośrednią lub pośrednią zmianę środkowej długości fali pasma przepustowego urządzenia we wnęce lasera.
Ryc. 5 (a) Eksperymentalna konfiguracja optycznie sterowanej długości faliprzestrajalny laser światłowodowyi system pomiarowy;
(b) Widma wyjściowe na wyjściu 2 ze wzmocnieniem pompy sterującej
2.3 Źródło białego światła laserowego
Rozwój źródła białego światła przeszedł różne etapy, takie jak halogenowa lampa wolframowa, lampa deuterowa,laser półprzewodnikowyi superkontinuumowe źródło światła.W szczególności superkontinuum źródło światła pod wzbudzeniem impulsów femtosekundowych lub pikosekundowych o mocy super przejściowej wytwarza w falowodzie efekty nieliniowe różnych rzędów, a widmo jest znacznie poszerzone, co może obejmować pasmo od światła widzialnego do bliskiej podczerwieni, i ma silną spójność.Dodatkowo, dostosowując dyspersję i nieliniowość specjalnego światłowodu, jego widmo można rozszerzyć nawet do pasma średniej podczerwieni.Ten rodzaj źródła lasera znalazł szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach, takich jak optyczna tomografia koherentna, wykrywanie gazu, obrazowanie biologiczne i tak dalej.Ze względu na ograniczenia źródła światła i ośrodka nieliniowego, wczesne widmo superkontinuum było wytwarzane głównie za pomocą lasera na ciele stałym pompującego szkło optyczne w celu wytworzenia widma superkontinuum w zakresie widzialnym.Od tego czasu światłowód stopniowo stał się doskonałym medium do generowania szerokopasmowego superkontinuum ze względu na duży współczynnik nieliniowy i małe pole modów transmisji.Główne efekty nieliniowe obejmują mieszanie czterofalowe, niestabilność modulacji, modulację własnej fazy, modulację międzyfazową, rozszczepianie solitonu, rozpraszanie Ramana, przesunięcie częstotliwości własnej solitonu itp., a proporcja każdego efektu jest również różna w zależności od szerokość impulsu wzbudzenia i dyspersja światłowodu.Ogólnie rzecz biorąc, obecnie źródło światła superkontinuum ma na celu głównie poprawę mocy lasera i poszerzenie zakresu widmowego, przy czym należy zwrócić uwagę na kontrolę jego spójności.
3 Podsumowanie
W artykule podsumowano i dokonano przeglądu źródeł laserowych stosowanych w technologii wykrywania światłowodów, w tym lasera wąskopasmowego, lasera przestrajalnego o pojedynczej częstotliwości i szerokopasmowego lasera białego.Szczegółowo przedstawiono wymagania aplikacyjne i stan rozwoju tych laserów w dziedzinie wykrywania włókien.Analizując ich wymagania i stan rozwoju, stwierdzono, że idealne źródło lasera do wykrywania światłowodów może osiągnąć ultrawąską i ultrastabilną moc lasera w dowolnym paśmie i w dowolnym czasie.Dlatego zaczynamy od lasera o wąskiej linii, przestrajalnego lasera o wąskiej linii i lasera światła białego o szerokim paśmie wzmocnienia i szukamy skutecznego sposobu na stworzenie idealnego źródła lasera do wykrywania włókien poprzez analizę ich rozwoju.
Czas publikacji: 21 listopada 2023 r