Tehnologija laserskega izvora za zaznavanje optičnih vlaken, drugi del

Tehnologija laserskega izvora za zaznavanje optičnih vlaken, drugi del

2.2 Premik z eno valovno dolžinolaserski vir

Realizacija laserskega pometanja z eno valovno dolžino je v bistvu nadzor fizičnih lastnosti naprave vlaservotlino (običajno središčno valovno dolžino delovne pasovne širine), da se doseže nadzor in izbira nihajnega vzdolžnega načina v votlini, da se doseže namen uravnavanja izhodne valovne dolžine. Na podlagi tega principa je bila že v osemdesetih letih prejšnjega stoletja uresničitev nastavljivih laserjev z vlakni dosežena predvsem z zamenjavo odsevne končne ploskve laserja z odbojno uklonsko mrežico in izbiro načina laserske votline z ročnim vrtenjem in uravnavanjem uklonske mreže. Leta 2011 sta Zhu et al. uporabil nastavljive filtre za doseganje nastavljivega laserskega izhoda ene valovne dolžine z ozko širino črte. Leta 2016 je bil za kompresijo z dvojno valovno dolžino uporabljen Rayleighov mehanizem za stiskanje širine črte, kar pomeni, da je bila FBG uporabljena za doseganje laserske nastavitve z dvojno valovno dolžino, hkrati pa je bila spremljana širina črte izhodnega laserja, kar je doseglo območje nastavitve valovne dolžine 3 nm. Stabilen izhod z dvojno valovno dolžino s širino črte približno 700 Hz. Leta 2017 sta Zhu et al. uporabil grafen in Braggovo rešetko iz mikro-nano vlaken za izdelavo povsem optičnega nastavljivega filtra ter v kombinaciji z Brillouinovo lasersko zožilno tehnologijo uporabil fototermični učinek grafena blizu 1550 nm, da bi dosegel lasersko širino črte tako nizko kot 750 Hz in fotonadzorovano hitro in natančno skeniranje 700 MHz/ms v območju valovnih dolžin 3,67 nm. Kot je prikazano na sliki 5. Zgornja metoda nadzora valovne dolžine v bistvu realizira izbiro laserskega načina z neposrednim ali posrednim spreminjanjem središčne valovne dolžine prepustnega pasu naprave v laserski votlini.

Slika 5 (a) Eksperimentalna postavitev valovne dolžine z optično krmiljenjemnastavljiv laser z vlakniin merilni sistem;

(b) Izhodni spektri na izhodu 2 z izboljšavo krmilne črpalke

2.3 Vir bele laserske svetlobe

Razvoj vira bele svetlobe je doživel različne stopnje, kot so halogenska volframova žarnica, devterijeva žarnica,polprevodniški laserin superkontinualni vir svetlobe. Zlasti svetlobni vir superkontinuuma pod vzbujanjem femtosekundnih ali pikosekundnih impulzov s super prehodno močjo proizvaja nelinearne učinke različnih vrst v valovodu, spekter pa je močno razširjen, kar lahko pokrije pas od vidne svetlobe do bližnje infrardeče, in ima močno koherenco. Poleg tega je mogoče s prilagajanjem disperzije in nelinearnosti posebnega vlakna njegov spekter razširiti celo na srednji infrardeči pas. Ta vrsta laserskega vira se zelo uporablja na številnih področjih, kot je optična koherentna tomografija, odkrivanje plinov, biološko slikanje itd. Zaradi omejitve svetlobnega vira in nelinearnega medija je bil zgodnji spekter superkontinuuma v glavnem proizveden s polprevodniškim laserskim črpanjem optičnega stekla za ustvarjanje spektra superkontinuuma v vidnem območju. Od takrat je optično vlakno postopoma postalo odličen medij za generiranje širokopasovnega superkontinuuma zaradi velikega nelinearnega koeficienta in majhnega polja načina prenosa. Glavni nelinearni učinki vključujejo mešanje štirih valov, nestabilnost modulacije, samofazno modulacijo, navzkrižno fazno modulacijo, delitev solitonov, Ramanovo sipanje, premik lastne frekvence solitonov itd., delež vsakega učinka pa je tudi drugačen glede na impulzna širina vzbujalnega impulza in disperzija vlakna. Na splošno je zdaj vir svetlobe superkontinuuma usmerjen predvsem v izboljšanje moči laserja in razširitev spektralnega območja ter bodite pozorni na nadzor njegove koherence.

3 Povzetek

Ta dokument povzema in pregleduje laserske vire, ki se uporabljajo za podporo tehnologije zaznavanja vlaken, vključno z laserjem z ozko širino črte, enofrekvenčnim nastavljivim laserjem in širokopasovnim belim laserjem. Podrobno so predstavljene zahteve uporabe in status razvoja teh laserjev na področju zaznavanja vlaken. Z analizo njihovih zahtev in statusa razvoja je bilo ugotovljeno, da lahko idealen laserski vir za zaznavanje vlaken doseže ultra ozek in ultra stabilen laserski izhod v katerem koli pasu in kadar koli. Zato začnemo z laserjem z ozko črtno širino, nastavljivim laserjem z ozko črtno širino in laserjem z belo svetlobo s široko pasovno širino ojačenja ter poiščemo učinkovit način za realizacijo idealnega laserskega vira za zaznavanje vlaken z analizo njihovega razvoja.