Tehnologia sursei laser pentru detectarea prin fibră optică Partea a doua
2.2 Balaiere cu o singură lungime de undăsursă laser
Realizarea baleierii cu laser pe o singură lungime de undă este, în esență, de a controla proprietățile fizice ale dispozitivului înlasercavitate (de obicei lungimea de undă centrală a lățimii de bandă de operare), astfel încât să se realizeze controlul și selectarea modului longitudinal oscilant în cavitate, astfel încât să se atingă scopul de a regla lungimea de undă de ieșire. Pe baza acestui principiu, încă din anii 1980, realizarea laserelor cu fibră reglabile a fost realizată în principal prin înlocuirea unei fețe frontale reflectorizante a laserului cu o rețea de difracție reflectorizantă și selectarea modului cavității laserului prin rotirea și reglarea manuală a rețelei de difracție. În 2011, Zhu și colab. au utilizat filtre reglabile pentru a obține o ieșire laser reglabilă cu o singură lungime de undă și o lățime de linie îngustă. În 2016, mecanismul de compresie a lățimii de linie Rayleigh a fost aplicat la compresia cu lungime de undă dublă, adică s-a aplicat stres pe FBG pentru a realiza reglarea laserului cu lungime de undă dublă, iar lățimea de linie a laserului de ieșire a fost monitorizată în același timp, obținând un interval de reglare a lungimii de undă de 3 nm. Ieșire stabilă cu lungime de undă dublă, cu o lățime de linie de aproximativ 700 Hz. În 2017, Zhu și colab. a utilizat grafen și rețeaua Bragg din micro-nanofibre pentru a realiza un filtru reglabil complet optic și, în combinație cu tehnologia de îngustare cu laser Brillouin, a utilizat efectul fototermic al grafenului în apropierea lungimii de undă de 1550 nm pentru a obține o lățime a liniei laser de până la 750 Hz și o scanare fotocontrolată rapidă și precisă de 700 MHz/ms în intervalul de lungimi de undă de 3,67 nm. După cum se arată în Figura 5. Metoda de control al lungimii de undă de mai sus realizează practic selectarea modului laser prin modificarea directă sau indirectă a lungimii de undă centrale a benzii de trecere a dispozitivului în cavitatea laser.
Fig. 5 (a) Configurația experimentală a lungimii de undă controlabile opticlaser cu fibră reglabilăși sistemul de măsurare;
(b) Spectre de ieșire la ieșirea 2 cu îmbunătățirea pompei de control
2.3 Sursă de lumină laser albă
Dezvoltarea surselor de lumină albă a trecut prin diferite etape, cum ar fi lampa cu halogen și tungsten, lampa cu deuteriu,laser semiconductorși o sursă de lumină supercontinuum. În special, sursa de lumină supercontinuum, sub excitația impulsurilor de femtosecunde sau picosecunde cu putere supertranzitorie, produce efecte neliniare de diferite ordine în ghidul de undă, iar spectrul este mult lărgit, putând acoperi banda de la lumina vizibilă la infraroșu apropiat și având o coerență puternică. În plus, prin ajustarea dispersiei și a neliniarității fibrei speciale, spectrul acesteia poate fi extins chiar și la banda infraroșu mediu. Acest tip de sursă laser a fost aplicat pe scară largă în multe domenii, cum ar fi tomografia cu coerență optică, detectarea gazelor, imagistica biologică și așa mai departe. Datorită limitărilor sursei de lumină și ale mediului neliniar, spectrul supercontinuum timpuriu a fost produs în principal prin pomparea cu laser în stare solidă a sticlei optice pentru a produce spectrul supercontinuum în domeniul vizibil. De atunci, fibra optică a devenit treptat un mediu excelent pentru generarea supercontinuumului cu bandă largă datorită coeficientului său neliniar mare și câmpului modului de transmisie mic. Principalele efecte neliniare includ amestecarea în patru unde, instabilitatea modulației, modulația de auto-fază, modulația de fază încrucișată, divizarea solitonică, împrăștierea Raman, deplasarea de auto-frecvență solitonică etc., iar proporția fiecărui efect este, de asemenea, diferită în funcție de lățimea impulsului de excitație și de dispersia fibrei. În general, sursa de lumină supercontinuum este acum orientată în principal spre îmbunătățirea puterii laserului și extinderea intervalului spectral, acordându-se atenție controlului coerenței sale.
3 Rezumat
Această lucrare rezumă și analizează sursele laser utilizate pentru a susține tehnologia de detectare a fibrelor optice, inclusiv laserul cu lățime de linie îngustă, laserul reglabil cu frecvență unică și laserul alb în bandă largă. Cerințele de aplicare și stadiul de dezvoltare al acestor lasere în domeniul detectării fibrelor optice sunt prezentate în detaliu. Prin analiza cerințelor și a stadiului de dezvoltare al acestora, se concluzionează că sursa laser ideală pentru detectarea fibrelor optice poate obține o putere laser ultra-îngustă și ultra-stabilă în orice bandă și în orice moment. Prin urmare, începem cu laserul cu lățime de linie îngustă, laserul reglabil cu lățime de linie îngustă și laserul cu lumină albă cu lățime de bandă largă și găsim o modalitate eficientă de a realiza sursa laser ideală pentru detectarea fibrelor optice prin analizarea dezvoltării acestora.
Data publicării: 21 noiembrie 2023