Laserska izvorna tehnologija zaOptička vlaknaosjetljiv dio jedan
Tehnologija optičke vlakne je svojevrsna tehnologija osjetljivosti razvijena zajedno sa optičkim tehnologijom vlakana i komunikacijskom tehnologijom optičkim vlaknima, a postala je jedna od najaktivnijih grana fotoelektrane. Sustav osjetljivosti optičkog vlakana uglavnom se sastoji od laserskih, prijenosnih vlakana, osjetljiv element ili modulacijsko područje, otkrivanje svjetla i drugih dijelova. Parametri koji opisuju karakteristike lakih vala uključuju intenzitet, talasnu dužinu, fazu, stanje polarizacije itd. Ovi parametri mogu se mijenjati vanjskim utjecajima u prenosu optičkog vlakana. Na primjer, kada temperatura, naprezanje, pritisak, struja, pomak, vibracija, rotacija, savijanje i hemijska količina utječe na optički put, ovi parametri su odgovarajuće promjene. Optičko osjetljivosti vlakana temelji se na odnosu između ovih parametara i vanjskih faktora za otkrivanje odgovarajućih fizičkih količina.
Postoji mnogo vrstaIzvor laseraKoristi se u sistemima optičkih vlakana koji se mogu podijeliti u dvije kategorije: koherentnoLaserski izvorii nekoherentni izvori svjetlosti, nekoherentnoIzvori svjetlostiUglavnom uključuju žarulje sa žarnom niti i laganom diodom, a koherentni izvori svjetlosti uključuju čvrste lasere, tečne lasere, plinske lasere,poluvodički laseriVlakna lasera. Slijedi uglavnom zaIzvor laserskog svjetlaŠiroko se koristi u polju opsega vlakana posljednjih godina: uska širina linije Jednofrekventna laserska, jedno-talasna čembala lasersko-bijelo laser.
1.1 Zahtjevi za usku liniju širineLaserski izvori svjetla
Sustav osjetljivosti optičkog vlakana ne može se odvojiti od laserskih izvora, kao što je mjereni signalni nosač svjetlosni val, kao što su performanse laserske linije, laserska linija, laserska linija i ostali parametri na preciznosti za otkrivanje optičkog optičkog prednosti, tačnost otkrivanja i karakteristike buke igraju odlučujuću ulogu. Posljednjih godina, s razvojem ultra-visokih rezolucije, akademija i industrija su utrošeni stroži zahtjevi za linijsku upotrebu laserske minijaturizacije, uglavnom u: OFDR) tehnologiju koherentne detekcije za analiziranje backrayleigh-a za analizirane signale optičkih vlakana u frekvencijskoj domeni, sa širokim pokrivanjem (hiljade metara). Prednosti visoke rezolucije (rezolucija na nivou milimetara) i visoka osetljivost (do -100 dbm) postali su jedna od tehnologija sa širokim izgledima za primjenu u distribuiranom optičkom mjernom mjerenju i tehnologiji osjetljivosti. Jezgra OFDR tehnologije je korištenje izvora dostupnog svjetla za postizanje optičke frekvencijskog podešavanja, tako da performanse laserskog izvora određuje ključne faktore kao što su doseg detekcije, osjetljivost i rezolucija. Kada je udaljenost refleksije u blizini dužine koherentnosti, intenzitet beat signala bit će eksponencijalno ovjeren koeficijentom τ / τc. Za Gaussov izvor svjetlosti sa spektralnim oblikom, da li je frekvencija betta ima više od 90% vidljivosti, odnos između duljine linije svjetlosti i maksimalne osjetljivosti koje može postići je LMAX ~ 0,04VG / F, što je za vlakno u dužini od 80 km, širina linije svjetlosti izvor svjetlosti manje od 100 Hz. Pored toga, razvoj ostalih aplikacija takođe je izneo veće zahteve za liniju širine izvora svetlosti. Na primjer, u hidrofonima optičkog vlakana linija širine svjetla određuje buku sustava i također određuje minimalni mjerljivi signal sistema. U Brillouinu Optičko vremenski reflektor (BOTDR), mjerenje rezolucije temperature i stresa uglavnom se određuje linijom izvora svjetla. U rezonatoru optički Gyro, koherencijska dužina svjetlosnog vala može se povećati smanjujući širinu linije izvora svjetlosti, poboljšavajući dubinu finoće i rezonancije rezonatora, i osiguravajući mjernu tačnost optičkog girola vlakana.
1.2 Zahtjevi za pomeranje laserskih izvora
Jednostruka laser za valove ima fleksibilnu performanse podešavanja talasnih dužina, može zamijeniti višestruki izlazne lasere fiksne valne duljine, smanjuju troškove izgradnje sustava, neophodan je dio optičkog sustava osjetljivosti optičkog optičkog optičkog senzora. Na primjer, u tragovima plinske vlakne, različite vrste gasova imaju različite vrhove apsorpcije plina. Da bi se osigurala efikasnost apsorpcije lagane kada je mjerni gas dovoljan i postići veću osjetljivost mjerenja, potrebno je poravnati talasnu dužinu izvora svjetlosti prijenosa s vrhom molekula za apsorpciju molekula plina. Vrsta plina koja se može otkriti u osnovi je određena talasnom dužinom izvora osjetljivog svjetlosti. Stoga, laseri uskim linijama sa stabilnim širokopojasnim ugađanjem izvršavanja imaju veću mjernu fleksibilnost u takvim senzorskim sustavima. Na primjer, u nekim distribuiranim sistemima osjetljivosti optičkih vlakana, laser mora biti brzo povremeno izdvojio da bi se postigla visoka precizna otkrivanje i demodulaciju optičkih signala, tako da se ta brzina lasera ima relativno visoke zahtjeve, a šipku podesivog lasera je obično potrebna za 10 sati / μs. Pored toga, uski laser sa uskim dužinama može se široko koristiti u Lidar, lasersko daljinsko osjetilo i spektralnu analizu visoke rezolucije i ostalim senzorskim poljima. Da bi se ispunili zahtjevi visokih performansi opsege podešavanja i brzina podešavanja lasera jednim talasnim dužinama, u polju preciznog uskih vlakana u poslednjim godinama je postizanje uličice u uličim laserskim linijama, ultra-stabilnom izlaznom frekvencijom i ultra stabilnom izlaznom frekvencijom i moć.
1.3 Potražnja za bijelim laserskim izvorom svjetla
U oblasti optičkog senzora, visokokvalitetni bijeli laser od velikog značaja za poboljšanje performansi sistema. Širi spektarski pokrivač od bijelog laserskog lasera, što je opsežnija njegova primjena u sistemu optičkog optičkog senzora. Na primjer, kada se koristi rešetka vlakana (FBG) za izgradnju senzorske mreže, spektralna analiza ili metoda odgovarajućeg filtra mogla bi se koristiti za demodulaciju. Bivši su koristili spektrometar za izravno testiranje svake rezonalne valne dužine FBG-a u mreži. Potonje koristi referentni filter za praćenje i kalibraciju FBG-a u osjetljivom, a oba zahtijeva širokopojasni izvor svjetlosti kao izvor ispitivanja za FBG. Budući da će svaka FBG Access mreža imati određeni gubitak umetanja i ima propusnost više od 0,1 Nm, istodobna demodulacija višestrukih FBG-a zahtijeva širokopojasni izvor svjetlosti s visokom električnom energijom i visokom širinom pojasa. Na primjer, kada se koristi dugoročno narezivanje vlakana (LPFG) za osjetljivost, jer je širina širine jednog gubitka u redoslijedu 10 nm, potreban je širok spektarski izvor svjetla s dovoljnim širinom opsega i relativno ravni spektar. Konkretno, rešetka akustičnih vlakana (AIFG) izgrađena korištenjem akusto-optičkog efekta može postići raspon podešavanja rezonantne talasne dužine do 1000 Nm pomoću električnog podešavanja. Stoga, dinamično ispitivanje rešetke s takvim ultra širokim rasponom podešavanja predstavlja veliki izazov do raspona širine širine širokog spektra. Slično tome, poslednjih godina nagnuta hrvatska vlaknasta rešetka takođe se široko koristi u polju opsega vlakana. Zbog svojih karakteristika spektra s više vrha, raspon distribucije talasne dužine obično može dostići 40 Nm. Njegov mehanizam osjetljivosti obično je uspoređivanje relativnog pokreta među višestrukih vrhova prijenosa, tako da je potrebno u potpunosti mjeriti njegov spektar prijenosa. Širina opsega i snaga širokog spektra izvora svjetlosti su potrebni za viši.
2. Istraživački status u zemlji i inostranstvu
2.1 Uska linijska laserska listova izvor
2.1.1 Uska klizaljka za redak distribuirana povratna informacija Laser
2006. godine kliše i sur. Smanjena MHZ skala poluvodičaDFB laser(distribuirani laserski laser) do KHz skale pomoću metode električne povratne informacije; 2011. godine Kessler i sur. Polovna niska temperatura i visoka stabilnost Jedna kristalna šupljina u kombinaciji s aktivnim kontrolom povratne informacije za dobijanje ultra-uske linijske laserske izlaže od 40 MHz; Peng Et AL je 2013. godine dobio poluvodički laserski izlaz sa linidom od 15 kHz pomoću metode podešavanja povratnog povratnog povratnog slanja febrejskog perota (FP). Električna metoda povratne informacije uglavnom su koristila povratne informacije za stabilizaciju ribnjak-Drever-Hall-a za izradu laserske linijske širine svjetla da se smanji. 2010. godine Bernhardi i sur. proizvela je 1 cm erbijum-dopirane alumina FBG na silikonskoj oksidnoj supstratu za dobivanje laserskog izlaza s širinom linije od oko 1,7 kHz. Iste godine, Liang i sur. Upotrijebljena su povratne informacije o samoobriki za backward Rayleigh Raspitan Formirani od strane klipnog zidnog rezonatora za poluvodički laserski redak, kao što je prikazano na slici 1, a konačno je dobio uski laserski izlaz uskim linijama od 160 Hz.
Sl. 1 (a) Dijagram poluvodiča laserskih linijskih širine na osnovu samo-ubrizgavanja Rayleigh Rasprostranjenost vanjskog šapatnog galerije rezonatora;
(b) frekventni spektar poluvodičkog lasera sa listom od 8 MHz;
(c) frekvencijski spektar lasera sa širinom za redak komprimiran na 160 Hz
2.1.2 Laserski uski vlakni
Za linearne vlaknastih vlakana laseri, uski laserski izlaz po jednog uzdužnog režima dobiva se skraćujući duljine rezonatora i povećanje intervala uzdužnog načina rada. 2004. godine Spiegelberg i sur. Dobiveni jedan uzdužni način uskim laserskim izlazom line širine od 2 kHz pomoću metode kratke šupljine DBR. 2007. godine, Shen et al. Polovio je silikonsko vlakno 2 cm za napisati FBG na BI-GE ko-dopiranom fotoosjetljivom vlaknu i spojiti ga aktivnim vlaknom kako bi se formirala kompaktna linearna šupljina, čineći svoju širinu laserske izlazne širine manje od 1 kHz. Godine 2010, Yang i sur. Koristi se 2cm visoko dopirana kratka linearna šupljina u kombinaciji sa uskim FBG filtrom za dobivanje jednog uzdužnog režima laserski izlaz s širinom retka manjim od 2 kHz. U 2014. godini, ekipa je koristila kratku linearnu šupljinu (virtualni preklopljeni rezonator prstena) u kombinaciji sa FBG-FP filtrom za dobivanje laserskog izlaza sa užem širinom linije, kao što je prikazano na slici 3. U 2012. godini, Cai i sur. Koristila je 1,4 cm strukturu šupljine za postizanje polariziranog laserskog izlaza sa izlaznim napajanjem većom od 114 MW, središnjom talasnom dužinom od 1540,3 nm, i širina linije 4,1 kHz. 2013. godine Meng et al. Rabljeni Brillouin rasipanje erbijum-dopirane vlakne sa kratkom prstenom šupljinom punog pristranog očuvanog uređaja za dobivanje jedno-uzdužnog režima, laserski izlaz sa niskim fazama sa izlaznom snagom od 10 MW. U 2015. godini je koristio prstenasto šupljinu sastavljenu od 45 cm erbijum-dopirane vlakne dok Brillouin rasipavanje dobiva srednje za dobivanje niskog praga i uskog laserskog izlaza line.
Sl. 2 (a) Shematski crtež lasera SLC vlakana;
(b) linijski vezod heterodyne signala izmjeren sa 97,6 km odlaganja vlakana
Vrijeme pošte: Nov-20-2023