Teknolohiya ng pinagmumulan ng laser para sa optical fiber sensing Ikalawang Bahagi

Teknolohiya ng pinagmumulan ng laser para sa optical fiber sensing Ikalawang Bahagi

2.2 Pagwawalis ng iisang haba ng daluyongpinagmumulan ng laser

Ang pagsasakatuparan ng laser single wavelength sweep ay mahalagang kontrolin ang mga pisikal na katangian ng aparato salasercavity (karaniwan ay ang gitnang wavelength ng operating bandwidth), upang makamit ang kontrol at pagpili ng oscillating longitudinal mode sa cavity, upang makamit ang layunin ng pag-tune ng output wavelength. Batay sa prinsipyong ito, noong dekada 1980, ang pagsasakatuparan ng mga tunable fiber laser ay pangunahing nakamit sa pamamagitan ng pagpapalit ng isang reflective end face ng laser ng isang reflective diffraction grating, at pagpili ng laser cavity mode sa pamamagitan ng manu-manong pag-ikot at pag-tune ng diffraction grating. Noong 2011, ginamit nina Zhu et al. ang mga tunable filter upang makamit ang single-wavelength tunable laser output na may makitid na linewidth. Noong 2016, inilapat ang mekanismo ng Rayleigh linewidth compression sa dual-wavelength compression, ibig sabihin, ang stress ay inilapat sa FBG upang makamit ang dual-wavelength laser tuning, at ang output laser linewidth ay minanmanan nang sabay, na nakakuha ng wavelength tuning range na 3 nm. Dual-wavelength stable output na may line width na humigit-kumulang 700 Hz. Noong 2017, nina Zhu et al. Gumamit ng graphene at micro-nano fiber na Bragg grating upang makagawa ng isang all-optical tunable filter, at sinamahan ng Brillouin laser narrowing technology, ginamit ang photothermal effect ng graphene na malapit sa 1550 nm upang makamit ang laser linewidth na kasingbaba ng 750 Hz at isang photocontrolled na mabilis at tumpak na pag-scan na 700 MHz/ms sa wavelength range na 3.67 nm. Gaya ng ipinapakita sa Figure 5. Ang nabanggit na wavelength control method ay karaniwang nagsasagawa ng pagpili ng laser mode sa pamamagitan ng direkta o hindi direktang pagbabago ng passband center wavelength ng device sa laser cavity.

Larawan 5 (a) Eksperimental na pag-setup ng optical-controllable wavelength-maaaring ibagay na fiber laserat ang sistema ng pagsukat;

(b) Output spectra sa output 2 na may pagpapahusay ng controlling pump

2.3 Pinagmumulan ng puting ilaw na laser

Ang pag-unlad ng puting pinagmumulan ng liwanag ay dumaan sa iba't ibang yugto tulad ng halogen tungsten lamp, deuterium lamp,laser na semikondaktorat supercontinuum na pinagmumulan ng liwanag. Sa partikular, ang supercontinuum na pinagmumulan ng liwanag, sa ilalim ng paggulo ng mga femtosecond o picosecond pulse na may super transient power, ay lumilikha ng mga nonlinear na epekto ng iba't ibang order sa waveguide, at ang spectrum ay lubos na lumalawak, na maaaring masakop ang band mula sa nakikitang liwanag hanggang sa malapit na infrared, at may malakas na coherence. Bilang karagdagan, sa pamamagitan ng pagsasaayos ng dispersion at nonlinearity ng espesyal na fiber, ang spectrum nito ay maaari pang mapalawak hanggang sa mid-infrared band. Ang ganitong uri ng laser source ay malawakang inilapat sa maraming larangan, tulad ng optical coherence tomography, gas detection, biological imaging at iba pa. Dahil sa limitasyon ng light source at nonlinear medium, ang unang supercontinuum spectrum ay pangunahing ginawa ng solid-state laser pumping optical glass upang makagawa ng supercontinuum spectrum sa visible range. Simula noon, ang optical fiber ay unti-unting naging isang mahusay na medium para sa pagbuo ng wideband supercontinuum dahil sa malaking nonlinear coefficient at maliit na transmission mode field nito. Ang mga pangunahing nonlinear effect ay kinabibilangan ng four-wave mixing, modulation instability, self-phase modulation, cross-phase modulation, soliton splitting, Raman scattering, soliton self-frequency shift, atbp., at ang proporsyon ng bawat epekto ay iba rin ayon sa pulse width ng excitation pulse at dispersion ng fiber. Sa pangkalahatan, ngayon ang supercontinuum light source ay pangunahing nakatuon sa pagpapabuti ng laser power at pagpapalawak ng spectral range, at bigyang-pansin ang coherence control nito.

3 Buod

Binubuod at sinusuri ng papel na ito ang mga pinagmumulan ng laser na ginagamit upang suportahan ang teknolohiya ng fiber sensing, kabilang ang narrow linewidth laser, single frequency tunable laser at broadband white laser. Ang mga kinakailangan sa aplikasyon at katayuan ng pag-unlad ng mga laser na ito sa larangan ng fiber sensing ay ipinakikilala nang detalyado. Sa pamamagitan ng pagsusuri sa kanilang mga kinakailangan at katayuan ng pag-unlad, napagpasyahan na ang mainam na pinagmumulan ng laser para sa fiber sensing ay maaaring makamit ang ultra-narrow at ultra-stable na output ng laser sa anumang banda at anumang oras. Samakatuwid, magsisimula tayo sa narrow line width laser, tunable narrow line width laser at white light laser na may malawak na gain bandwidth, at tutuklasin ang isang epektibong paraan upang maisakatuparan ang mainam na pinagmumulan ng laser para sa fiber sensing sa pamamagitan ng pagsusuri sa kanilang pag-unlad.