Laser source technology para sa optical fiber sensing Ikalawang Bahagi
2.2 Isang wavelength sweeppinagmulan ng laser
Ang pagsasakatuparan ng laser single wavelength sweep ay mahalagang kontrolin ang mga pisikal na katangian ng device salasercavity (karaniwan ay ang center 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, kasing aga ng 1980s, ang pagsasakatuparan ng tunable fiber lasers ay pangunahing nakamit sa pamamagitan ng pagpapalit ng reflective end face ng laser na may reflective diffraction grating, at pagpili ng laser cavity mode sa pamamagitan ng mano-manong pag-ikot at pag-tune ng diffraction grating.Noong 2011, si Zhu et al.gumamit ng mga tunable na filter upang makamit ang single-wavelength na tunable na laser output na may makitid na linewidth.Noong 2016, ang mekanismo ng compression ng Rayleigh linewidth ay inilapat sa dual-wavelength compression, iyon ay, ang stress ay inilapat sa FBG upang makamit ang dual-wavelength laser tuning, at ang output laser linewidth ay sinusubaybayan sa parehong oras, na nakakuha ng isang wavelength tuning range na 3 nm.Dual-wavelength stable na output na may lapad ng linya na humigit-kumulang 700 Hz.Noong 2017, si Zhu et al.gumamit ng graphene at micro-nano fiber Bragg grating para gumawa ng all-optical tunable na filter, at sinamahan ng Brillouin laser narrowing technology, ginamit ang photothermal effect ng graphene malapit sa 1550 nm para makamit ang laser linewidth na kasingbaba ng 750 Hz at isang photocontrolled na mabilis at tumpak na pag-scan ng 700 MHz/ms sa hanay ng wavelength na 3.67 nm.Tulad ng ipinapakita sa Figure 5. Ang paraan ng kontrol sa wavelength sa itaas ay karaniwang napagtanto ang pagpili ng laser mode sa pamamagitan ng direkta o hindi direktang pagbabago sa passband center wavelength ng device sa laser cavity.
Fig. 5 (a) Eksperimental na setup ng optical-controllable wavelength-mahimig na fiber laserat ang sistema ng pagsukat;
(b) Output spectra sa output 2 kasama ang pagpapahusay ng controlling pump
2.3 White laser light source
Ang pagbuo ng white light source ay nakaranas ng iba't ibang yugto tulad ng halogen tungsten lamp, deuterium lamp,laser ng semiconductorat supercontinuum light source.Sa partikular, ang supercontinuum light source, sa ilalim ng excitation ng femtosecond o picosecond pulses na may super transient power, ay gumagawa ng mga nonlinear na epekto ng iba't ibang order sa waveguide, at ang spectrum ay lubos na lumalawak, na maaaring sumaklaw sa banda mula sa nakikitang liwanag hanggang sa malapit na infrared, at may malakas na pagkakaugnay.Bilang karagdagan, sa pamamagitan ng pagsasaayos ng dispersion at nonlinearity ng espesyal na hibla, ang spectrum nito ay maaari pang mapalawak sa mid-infrared na banda.Ang ganitong uri ng laser source ay lubos na nailapat 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 maagang supercontinuum spectrum ay pangunahing ginawa ng solid-state laser pumping optical glass upang makagawa ng supercontinuum spectrum sa nakikitang hanay.Simula noon, ang optical fiber ay unti-unting naging isang mahusay na daluyan para sa pagbuo ng wideband supercontinuum dahil sa malaki nitong nonlinear coefficient at maliit na field ng transmission mode.Ang 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 lapad ng pulso ng pulso ng paggulo at ang pagpapakalat ng hibla.Sa pangkalahatan, ngayon ang supercontinuum light source ay higit sa lahat patungo 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 ginamit upang suportahan ang teknolohiya ng fiber sensing, kabilang ang makitid na linewidth na 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 ipinakilala nang detalyado.Sa pamamagitan ng pagsusuri sa kanilang mga kinakailangan at katayuan sa pag-unlad, napagpasyahan na ang perpektong pinagmumulan ng laser para sa fiber sensing ay maaaring makamit ang ultra-makitid at ultra-stable na laser output sa anumang banda at anumang oras.Samakatuwid, nagsisimula kami sa makitid na lapad ng linya ng laser, tunable narrow narrow line width laser at white light laser na may malawak na gain bandwidth, at alamin ang isang epektibong paraan upang mapagtanto ang perpektong pinagmumulan ng laser para sa fiber sensing sa pamamagitan ng pagsusuri sa kanilang pag-unlad.
Oras ng post: Nob-21-2023