Tecnologia de font làser per a la detecció de fibra òptica, segona part
2.2 Escombrat de longitud d'ona únicafont làser
La realització d'un escombrat làser de longitud d'ona única és essencialment per controlar les propietats físiques del dispositiu.làsercavitat (normalment la longitud d'ona central de l'amplada de banda operativa), per tal d'aconseguir el control i la selecció del mode longitudinal oscil·lant a la cavitat, per tal d'aconseguir l'objectiu d'ajustar la longitud d'ona de sortida. Basant-se en aquest principi, ja a la dècada de 1980, la realització de làsers de fibra sintonitzables es va aconseguir principalment substituint una cara final reflectant del làser per una reixeta de difracció reflectant i seleccionant el mode de cavitat làser girant i ajustant manualment la reixeta de difracció. El 2011, Zhu et al. van utilitzar filtres sintonitzables per aconseguir una sortida làser sintonitzable d'una sola longitud d'ona amb una amplada de línia estreta. El 2016, es va aplicar el mecanisme de compressió d'amplada de línia de Rayleigh a la compressió de doble longitud d'ona, és a dir, es va aplicar tensió a FBG per aconseguir l'ajust del làser de doble longitud d'ona i l'amplada de línia del làser de sortida es va controlar al mateix temps, obtenint un rang d'ajust de longitud d'ona de 3 nm. Sortida estable de doble longitud d'ona amb una amplada de línia d'aproximadament 700 Hz. El 2017, Zhu et al. van utilitzar grafè i micronanofibra de Bragg per crear un filtre sintonitzable totalment òptic i, combinat amb la tecnologia d'estrenyiment làser Brillouin, van utilitzar l'efecte fototèrmic del grafè prop dels 1550 nm per aconseguir un ample de línia làser de fins a 750 Hz i un escaneig fotocontrolat ràpid i precís de 700 MHz/ms en el rang de longitud d'ona de 3,67 nm. Com es mostra a la Figura 5. El mètode de control de longitud d'ona anterior bàsicament realitza la selecció del mode làser canviant directament o indirectament la longitud d'ona central de la banda de pas del dispositiu a la cavitat làser.
Fig. 5 (a) Configuració experimental de la longitud d'ona controlable òpticamentlàser de fibra sintonitzablei el sistema de mesura;
(b) Espectres de sortida a la sortida 2 amb la millora de la bomba de control
2.3 Font de llum làser blanca
El desenvolupament de la font de llum blanca ha experimentat diverses etapes, com ara la làmpada halògena de tungstè, la làmpada de deuteri,làser semiconductori font de llum supercontinua. En particular, la font de llum supercontinua, sota l'excitació de polsos de femtosegons o picosegons amb potència supertransitòria, produeix efectes no lineals de diversos ordres a la guia d'ones, i l'espectre s'eixampla considerablement, cosa que pot cobrir la banda des de la llum visible fins a l'infraroig proper, i té una forta coherència. A més, ajustant la dispersió i la no linealitat de la fibra especial, el seu espectre es pot estendre fins i tot a la banda de l'infraroig mitjà. Aquest tipus de font làser s'ha aplicat àmpliament en molts camps, com ara la tomografia de coherència òptica, la detecció de gasos, la imatge biològica, etc. A causa de la limitació de la font de llum i el medi no lineal, l'espectre supercontinu primerenc es va produir principalment mitjançant vidre òptic de bombament làser d'estat sòlid per produir l'espectre supercontinu en el rang visible. Des de llavors, la fibra òptica s'ha convertit gradualment en un medi excel·lent per generar supercontinu de banda ampla a causa del seu gran coeficient no lineal i del seu petit camp de mode de transmissió. Els principals efectes no lineals inclouen la barreja de quatre ones, la inestabilitat de la modulació, la modulació d'autofase, la modulació de fase creuada, la divisió de solitons, la dispersió Raman, el canvi d'autofreqüència de solitons, etc., i la proporció de cada efecte també és diferent segons l'amplada del pols de l'impuls d'excitació i la dispersió de la fibra. En general, ara la font de llum supercontinua es destina principalment a millorar la potència del làser i ampliar el rang espectral, i presta atenció al seu control de coherència.
3 Resum
Aquest article resumeix i revisa les fonts làser utilitzades per donar suport a la tecnologia de detecció de fibra, incloent-hi el làser d'amplada de línia estreta, el làser sintonitzable de freqüència única i el làser blanc de banda ampla. Es presenten en detall els requisits d'aplicació i l'estat de desenvolupament d'aquests làsers en el camp de la detecció de fibra. Analitzant els seus requisits i l'estat de desenvolupament, es conclou que la font làser ideal per a la detecció de fibra pot aconseguir una sortida làser ultraestreta i ultraestable en qualsevol banda i en qualsevol moment. Per tant, comencem amb un làser d'amplada de línia estreta, un làser sintonitzable d'amplada de línia estreta i un làser de llum blanca amb una amplada de banda de guany àmplia, i descobrim una manera eficaç de realitzar la font làser ideal per a la detecció de fibra analitzant el seu desenvolupament.
Data de publicació: 21 de novembre de 2023