Tehnologija laserskog izvora za detekciju optičkih vlakana, drugi dio
2.2 Promatranje jedne talasne dužinelaserski izvor
Realizacija laserskog pregleda jedne talasne dužine u suštini služi za kontrolu fizičkih svojstava uređaja ulaseršupljine (obično središnje talasne dužine operativnog propusnog opsega), kako bi se postigla kontrola i odabir oscilirajućeg longitudinalnog moda u šupljini, te kako bi se postigla svrha podešavanja izlazne talasne dužine. Na osnovu ovog principa, još 1980-ih, realizacija podesivih vlaknastih lasera uglavnom je postignuta zamjenom reflektirajuće čeone površine lasera reflektirajućom difrakcijskom rešetkom i odabirom moda laserske šupljine ručnim rotiranjem i podešavanjem difrakcijske rešetke. 2011. godine, Zhu i saradnici su koristili podesive filtere kako bi postigli laserski izlaz podesive dužine s jednom talasnom dužinom i uskom širinom linije. 2016. godine, Rayleighov mehanizam kompresije širine linije primijenjen je na kompresiju s dvije talasne dužine, odnosno, napon je primijenjen na FBG kako bi se postiglo podešavanje lasera s dvije talasne dužine, a istovremeno je praćena širina izlazne laserske linije, čime je postignut raspon podešavanja talasne dužine od 3 nm. Izlaz stabilan s dvije talasne dužine i širinom linije od približno 700 Hz. 2017. godine, Zhu i saradnici... Koristili su grafen i mikro-nano vlaknastu Bragg-ovu rešetku za izradu potpuno optičkog podesivog filtera, a u kombinaciji s Brillouin-ovom tehnologijom laserskog sužavanja, koristili su fototermalni efekat grafena blizu 1550 nm za postizanje širine laserske linije do 750 Hz i fotokontrolisano brzo i precizno skeniranje od 700 MHz/ms u opsegu talasnih dužina od 3,67 nm. Kao što je prikazano na slici 5. Gore navedena metoda kontrole talasne dužine u osnovi ostvaruje odabir laserskog moda direktnom ili indirektnom promjenom centralne talasne dužine propusnog opsega uređaja u laserskoj šupljini.
Sl. 5 (a) Eksperimentalna postavka optički upravljive talasne dužine-podesivi vlaknasti laseri sistem mjerenja;
(b) Izlazni spektri na izlazu 2 sa pojačanjem kontrolne pumpe
2.3 Izvor bijele laserske svjetlosti
Razvoj izvora bijele svjetlosti prošao je kroz različite faze, kao što su halogena volframova lampa, deuterijumska lampa,poluprovodnički laseri superkontinuum izvor svjetlosti. Konkretno, superkontinuum izvor svjetlosti, pod pobudom femtosekundnih ili pikosekundnih impulsa sa supertranzijentnom snagom, proizvodi nelinearne efekte različitih redova u talasovodu, a spektar se znatno proširuje, što može pokriti opseg od vidljive svjetlosti do bliskog infracrvenog spektra i ima jaku koherenciju. Pored toga, podešavanjem disperzije i nelinearnosti specijalnog vlakna, njegov spektar se može proširiti čak i na srednji infracrveni opseg. Ova vrsta laserskog izvora se široko primjenjuje u mnogim oblastima, kao što su optička koherentna tomografija, detekcija gasa, biološko snimanje i tako dalje. Zbog ograničenja izvora svjetlosti i nelinearnog medija, rani spektar superkontinuuma uglavnom se proizvodio laserskim pumpanjem optičkog stakla u čvrstom stanju kako bi se dobio spektar superkontinuuma u vidljivom opsegu. Od tada, optička vlakna su postepeno postala odličan medij za generisanje širokopojasnog superkontinuuma zbog svog velikog nelinearnog koeficijenta i malog polja moda prenosa. Glavni nelinearni efekti uključuju miješanje četiri talasa, nestabilnost modulacije, samofaznu modulaciju, međufaznu modulaciju, cijepanje solitona, Ramanovo raspršenje, pomak samofrekvencije solitona itd., a udio svakog efekta također se razlikuje ovisno o širini impulsa pobudnog impulsa i disperziji vlakna. Općenito, sada se superkontinualni izvor svjetlosti uglavnom usmjerava na poboljšanje laserske snage i proširenje spektralnog raspona, te se obraća pažnja na njegovu kontrolu koherencije.
3 Sažetak
Ovaj rad sažima i pregleda laserske izvore koji se koriste za podršku tehnologiji optičkih senzora, uključujući laser uske širine linije, laser sa podesivom jednom frekvencijom i širokopojasni bijeli laser. Detaljno su predstavljeni zahtjevi za primjenu i status razvoja ovih lasera u oblasti optičkih senzora. Analizom njihovih zahtjeva i statusa razvoja zaključeno je da idealan laserski izvor za optička senzorska sredstva može postići ultra-uzak i ultra-stabilan laserski izlaz u bilo kojem opsegu i u bilo koje vrijeme. Stoga počinjemo s laserom uske širine linije, laserom uske širine linije koji se može podešavati i laserom bijele svjetlosti sa širokim propusnim opsegom pojačanja, te pronalazimo efikasan način za realizaciju idealnog laserskog izvora za optička senzorska sredstva analizirajući njihov razvoj.
Vrijeme objave: 21. novembar 2023.