Laserbrontechnologie voor optische vezeldetectie Deel twee

Laserbrontechnologie voor optische vezeldetectie Deel twee

2.2 Enkele golflengte sweeplaserbron

De realisatie van een laser-sweep met enkele golflengte is in wezen bedoeld om de fysieke eigenschappen van het apparaat in de omgeving te controlerenlaserholte (meestal de centrale golflengte van de operationele bandbreedte), om de controle en selectie van de oscillerende longitudinale modus in de holte te bereiken, om het doel van het afstemmen van de uitgangsgolflengte te bereiken. Op basis van dit principe werd de realisatie van afstembare fiberlasers al in de jaren tachtig voornamelijk bereikt door een reflecterend eindvlak van de laser te vervangen door een reflecterend diffractierooster, en door de laserholtemodus te selecteren door het diffractierooster handmatig te roteren en af ​​te stemmen. In 2011 hebben Zhu et al. gebruikte afstembare filters om afstembare laseruitvoer met één golflengte en smalle lijnbreedte te bereiken. In 2016 werd het Rayleigh-lijnbreedtecompressiemechanisme toegepast op compressie met dubbele golflengte, dat wil zeggen dat er spanning werd uitgeoefend op FBG om laserafstemming met dubbele golflengte te bereiken, en tegelijkertijd werd de uitgangslaserlijnbreedte bewaakt, waardoor een golflengte-afstembereik van 3 werd verkregen. nm. Stabiele uitvoer met dubbele golflengte en een lijnbreedte van ongeveer 700 Hz. In 2017 hebben Zhu et al. gebruikte Bragg-roosters van grafeen en micro-nanovezels om een ​​volledig optisch afstembaar filter te maken, en gecombineerd met Brillouin-laservernauwingstechnologie, gebruikte het fotothermische effect van grafeen nabij 1550 nm om een ​​laserlijnbreedte van slechts 750 Hz te bereiken en een fotogestuurde snelle en nauwkeurig scannen van 700 MHz/ms in het golflengtebereik van 3,67 nm. Zoals weergegeven in figuur 5. De bovenstaande golflengtecontrolemethode realiseert in principe de selectie van de lasermodus door direct of indirect de middengolflengte van de doorlaatband van het apparaat in de laserholte te veranderen.

Fig. 5 (a) Experimentele opstelling van de optisch regelbare golflengte-afstembare fiberlaseren het meetsysteem;

(b) Outputspectra op uitgang 2 met de verbetering van de regelende pomp

2.3 Witte laserlichtbron

De ontwikkeling van witte lichtbronnen heeft verschillende fasen doorlopen, zoals een halogeenwolfraamlamp, deuteriumlamp,halfgeleider laseren supercontinuümlichtbron. In het bijzonder produceert de supercontinuümlichtbron, onder de excitatie van femtoseconde- of picosecondepulsen met supertransiënt vermogen, niet-lineaire effecten van verschillende ordes in de golfgeleider, en het spectrum wordt aanzienlijk verbreed, wat de band kan bestrijken van zichtbaar licht tot nabij-infrarood. en heeft een sterke samenhang. Door de spreiding en niet-lineariteit van de speciale vezel aan te passen, kan het spectrum bovendien zelfs worden uitgebreid tot de midden-infraroodband. Dit soort laserbron wordt op veel gebieden op grote schaal toegepast, zoals optische coherentietomografie, gasdetectie, biologische beeldvorming enzovoort. Vanwege de beperking van de lichtbron en het niet-lineaire medium, werd het vroege supercontinuümspectrum voornamelijk geproduceerd door laserpompen van optisch glas in vaste toestand om het supercontinuümspectrum in het zichtbare bereik te produceren. Sindsdien is optische vezel geleidelijk een uitstekend medium geworden voor het genereren van breedbandsupercontinuüm vanwege zijn grote niet-lineaire coëfficiënt en zijn kleine transmissiemodusveld. De belangrijkste niet-lineaire effecten zijn onder meer viergolfsmenging, modulatie-instabiliteit, zelffasemodulatie, kruisfasemodulatie, solitonsplitsing, Raman-verstrooiing, soliton-zelffrequentieverschuiving, enz., en de verhouding van elk effect is ook verschillend afhankelijk van de pulsbreedte van de excitatiepuls en de dispersie van de vezel. Over het algemeen is de supercontinuümlichtbron nu vooral bedoeld om het laservermogen te verbeteren en het spectrale bereik uit te breiden, en aandacht te besteden aan de coherentiecontrole ervan.

3 Samenvatting

Dit artikel vat de laserbronnen samen die worden gebruikt ter ondersteuning van vezeldetectietechnologie, waaronder laser met smalle lijnbreedte, afstembare laser met enkele frequentie en witte breedbandlaser. De toepassingseisen en ontwikkelingsstatus van deze lasers op het gebied van fiber sensing worden in detail geïntroduceerd. Door hun vereisten en ontwikkelingsstatus te analyseren, wordt geconcludeerd dat de ideale laserbron voor fiberdetectie op elke band en op elk moment een ultrasmalle en ultrastabiele laseruitvoer kan bereiken. Daarom beginnen we met een laser met smalle lijnbreedte, een afstembare laser met smalle lijnbreedte en een witlichtlaser met een grote bandbreedte, en zoeken we een effectieve manier uit om de ideale laserbron voor vezeldetectie te realiseren door hun ontwikkeling te analyseren.