Laserkildeteknologi for sensing av optisk fiber, del to
2.2 Enkelt bølgelengde sveiplaserkilde
Realiseringen av laser enkelt bølgelengde sveip er i hovedsak å kontrollere de fysiske egenskapene til enheten ilaserhulrom (vanligvis senterbølgelengden til driftsbåndbredden), for å oppnå kontroll og valg av den oscillerende langsgående modusen i hulrommet, for å oppnå formålet med å justere utgangsbølgelengden.Basert på dette prinsippet, så tidlig som på 1980-tallet, ble realiseringen av avstembare fiberlasere hovedsakelig oppnådd ved å erstatte en reflekterende endeflate av laseren med et reflekterende diffraksjonsgitter, og velge laserhulromsmodus ved å manuelt rotere og justere diffraksjonsgitteret.I 2011, Zhu et al.brukte avstembare filtre for å oppnå justerbar laserutgang med én bølgelengde med smal linjebredde.I 2016 ble Rayleigh linjebredde kompresjonsmekanisme brukt på komprimering med dobbel bølgelengde, det vil si at stress ble påført FBG for å oppnå laserjustering med dobbel bølgelengde, og utgangslaserens linjebredde ble overvåket samtidig, og oppnådde et bølgelengdeinnstillingsområde på 3 nm.Stabil utgang med dobbel bølgelengde med en linjebredde på omtrent 700 Hz.I 2017, Zhu et al.brukte grafen og mikronanofiber Bragg-gitter for å lage et helt optisk avstembart filter, og kombinert med Brillouin laserinnsnevringsteknologi, brukte den fototermiske effekten av grafen nær 1550 nm for å oppnå en laserlinjebredde så lav som 750 Hz og en fotokontrollert rask og nøyaktig skanning på 700 MHz/ms i bølgelengdeområdet 3,67 nm.Som vist i figur 5. Bølgelengdekontrollmetoden ovenfor realiserer i utgangspunktet lasermodusvalget ved direkte eller indirekte å endre passbåndets senterbølgelengde til enheten i laserhulrommet.
Fig. 5 (a) Eksperimentell oppsett av den optisk kontrollerbare bølgelengden-avstembar fiberlaserog målesystemet;
(b) Utgangsspektra ved utgang 2 med forbedring av den kontrollerende pumpen
2.3 Hvit laserlyskilde
Utviklingen av hvit lyskilde har opplevd forskjellige stadier som halogen wolframlampe, deuteriumlampe,halvlederlaserog supercontinuum lyskilde.Spesielt superkontinuum-lyskilden, under eksitasjon av femtosekund- eller pikosekundpulser med supertransient kraft, produserer ikke-lineære effekter av forskjellige rekkefølger i bølgelederen, og spekteret er kraftig utvidet, noe som kan dekke båndet fra synlig lys til nær infrarødt, og har sterk sammenheng.I tillegg, ved å justere spredningen og ikke-lineariteten til spesialfiberen, kan spekteret til og med utvides til det midt-infrarøde båndet.Denne typen laserkilde har blitt brukt i stor grad på mange felt, for eksempel optisk koherenstomografi, gassdeteksjon, biologisk avbildning og så videre.På grunn av begrensningen av lyskilde og ikke-lineært medium, ble det tidlige superkontinuumspekteret hovedsakelig produsert av faststofflaserpumping av optisk glass for å produsere superkontinuumspekteret i det synlige området.Siden den gang har optisk fiber gradvis blitt et utmerket medium for å generere bredbåndssuperkontinuum på grunn av dens store ikke-lineære koeffisient og lille overføringsmodusfelt.De viktigste ikke-lineære effektene inkluderer firebølgemiksing, modulasjonsustabilitet, selvfasemodulasjon, kryssfasemodulering, soliton-splitting, Raman-spredning, soliton-selvfrekvensskift, etc., og andelen av hver effekt er også forskjellig i henhold til pulsbredden til eksitasjonspulsen og spredningen av fiberen.Generelt er nå superkontinuum-lyskilden hovedsakelig rettet mot å forbedre laserkraften og utvide spektralområdet, og vær oppmerksom på koherenskontrollen.
3 Sammendrag
Denne artikkelen oppsummerer og vurderer laserkildene som brukes til å støtte fibersensorteknologi, inkludert laser med smal linjebredde, enkeltfrekvensjusterbar laser og hvit bredbåndslaser.Applikasjonskravene og utviklingsstatusen til disse laserne innen fiberføling er introdusert i detalj.Ved å analysere deres krav og utviklingsstatus, konkluderes det med at den ideelle laserkilden for fiberføling kan oppnå ultrasmal og ultrastabil laserutgang på ethvert bånd og når som helst.Derfor starter vi med laser med smal linjebredde, avstembar laser med smal linjebredde og laser for hvitt lys med bred forsterkningsbåndbredde, og finner ut en effektiv måte å realisere den ideelle laserkilden for fiberføling ved å analysere utviklingen.
Innleggstid: 21. november 2023