Tehnologija laserskog izvora za senzor optičkih vlakana Drugi dio

Tehnologija laserskog izvora za senzor optičkih vlakana Drugi dio

2.2 Sweep jedne talasne dužinelaserski izvor

Realizacija laserskog pomeranja jedne talasne dužine je u suštini za kontrolu fizičkih svojstava uređaja ulaseršupljina (obično središnja talasna dužina radnog opsega), kako bi se postigla kontrola i izbor oscilirajućeg longitudinalnog moda u šupljini, kako bi se postigla svrha podešavanja izlazne talasne dužine. Na osnovu ovog principa, već 1980-ih, realizacija podesivih lasera s vlaknima uglavnom je postignuta zamjenom reflektirajuće krajnje strane lasera reflektivnom difrakcijskom rešetkom, te odabirom moda laserske šupljine ručnim rotiranjem i podešavanjem difrakcijske rešetke. U 2011. Zhu et al. koristi podesivi filter za postizanje podesivog laserskog izlaza jedne talasne dužine sa uskom širinom linije. U 2016. godini, Rayleighov mehanizam kompresije širine linije primijenjen je na kompresiju dvostruke valne dužine, odnosno, naprezanje je primijenjeno na FBG da bi se postiglo lasersko podešavanje na dvije talasne dužine, a istovremeno je praćena i širina linije izlaznog lasera, čime se dobija opseg podešavanja talasne dužine od 3 nm. Stabilan izlaz sa dvostrukom talasnom dužinom sa širinom linije od približno 700 Hz. U 2017. Zhu et al. koristio je Braggovu rešetku od grafena i mikro-nano vlakana za izradu potpuno optičkog podesivog filtera, i u kombinaciji s Brillouin tehnologijom laserskog sužavanja, koristio je fototermalni efekat grafena blizu 1550 nm da bi postigao lasersku širinu linije od čak 750 Hz i fotokontroliranu brzu i precizno skeniranje od 700 MHz/ms u opsegu talasnih dužina od 3,67 nm. Kao što je prikazano na slici 5. Gornja metoda kontrole talasne dužine u osnovi realizuje izbor laserskog moda direktnom ili indirektnom promenom talasne dužine centra propusnog opsega uređaja u laserskoj šupljini.

Slika 5 (a) Eksperimentalno podešavanje optički kontrolisane talasne dužine-podesivi fiber laseri sistem mjerenja;

(b) Izlazni spektri na izlazu 2 sa poboljšanjem kontrolne pumpe

2.3 Izvor bijelog laserskog svjetla

Razvoj izvora bijele svjetlosti prošao je različite faze kao što su halogena volframova lampa, deuterijumska lampa,poluprovodnički laseri superkontinualni izvor svjetlosti. Konkretno, superkontinualni izvor svjetlosti, pod pobuđivanjem femtosekundnih ili pikosekundnih impulsa sa super prolaznom snagom, proizvodi nelinearne efekte različitog reda u valovodu, a spektar je znatno proširen, što može pokriti opseg od vidljive svjetlosti do blizu infracrvene, i ima snažnu koherentnost. Osim toga, podešavanjem disperzije i nelinearnosti specijalnog vlakna, njegov spektar se čak može proširiti na srednji infracrveni opseg. Ova vrsta laserskog izvora je uvelike primijenjena u mnogim poljima, kao što su optička koherentna tomografija, detekcija plina, biološka slika i tako dalje. Zbog ograničenja izvora svjetlosti i nelinearnog medija, rani spektar superkontinuuma uglavnom je proizveden laserskim pumpanjem optičkog stakla u čvrstom stanju kako bi se proizveo superkontinuumski spektar u vidljivom opsegu. Od tada, optičko vlakno je postepeno postalo odličan medij za generiranje širokopojasnog superkontinuuma zbog svog velikog nelinearnog koeficijenta i malog polja prijenosa. Glavni nelinearni efekti uključuju četverovalno miješanje, modulacijsku nestabilnost, samofaznu modulaciju, unakrsnu faznu modulaciju, cijepanje solitona, Ramanovo raspršenje, pomak sopstvene frekvencije solitona, itd., a udio svakog efekta je također različit u zavisnosti od širina impulsa pobudnog impulsa i disperzija vlakna. Općenito, sada je superkontinuum izvor svjetlosti uglavnom usmjeren ka poboljšanju snage lasera i proširenju spektralnog raspona, te obratiti pažnju na njegovu kontrolu koherentnosti.

3 Rezime

Ovaj rad sažima i daje pregled laserskih izvora koji se koriste za podršku tehnologije senzora vlakana, uključujući laser uske širine linije, laser koji se podesi na jednoj frekvenciji i širokopojasni bijeli laser. Detaljno su predstavljeni zahtjevi primjene i razvojni status ovih lasera u području senzora vlakana. Analizirajući njihove zahtjeve i razvojni status, dolazi se do zaključka da idealan laserski izvor za senzor vlakana može postići ultra uzak i ultra-stabilan laserski izlaz u bilo kojem opsegu iu bilo koje vrijeme. Stoga počinjemo s laserom uske širine linije, laserom sa podesivim uskim širinama linija i laserom bijele svjetlosti sa širokim propusnim opsegom pojačanja i pronalazimo efikasan način za realizaciju idealnog laserskog izvora za detekciju vlakana analizirajući njihov razvoj.