Technologie laserového zdroje pro snímání optických vláken Část druhá

Technologie laserového zdroje pro snímání optických vláken Část druhá

2.2 Rozmítání jedné vlnové délkylaserový zdroj

Realizace laserového rozmítání jedné vlnové délky je v podstatě pro kontrolu fyzikálních vlastností zařízení vlaserdutina (obvykle střední vlnová délka pracovní šířky pásma), aby se dosáhlo řízení a výběru oscilačního podélného režimu v dutině, aby se dosáhlo účelu ladění výstupní vlnové délky.Na tomto principu se již v 80. letech 20. století realizace laditelných vláknových laserů docílila především nahrazením reflexní koncové plochy laseru reflexní difrakční mřížkou a volbou režimu dutiny laseru ručním otáčením a laděním difrakční mřížky.V roce 2011 Zhu a kol.používal laditelné filtry k dosažení jednovlnného laditelného laserového výstupu s úzkou šířkou čáry.V roce 2016 byl Rayleighův kompresní mechanismus šířky čáry aplikován na kompresi s dvojitou vlnovou délkou, to znamená, že na FBG bylo aplikováno napětí, aby se dosáhlo ladění laseru na dvou vlnových délkách, a současně byla monitorována šířka výstupní čáry laseru, čímž se získal rozsah ladění vlnové délky 3 nm.Stabilní výstup na dvou vlnových délkách s šířkou čáry přibližně 700 Hz.V roce 2017 Zhu a kol.použil grafen a mikro-nanovláknovou Braggovu mřížku k vytvoření plně optického laditelného filtru a v kombinaci s technologií Brillouin laserového zúžení využil fototermický efekt grafenu v blízkosti 1550 nm k dosažení šířky laserové čáry jen 750 Hz a fotokontrolované rychlé a přesné skenování 700 MHz/ms v rozsahu vlnových délek 3,67 nm.Jak je znázorněno na obrázku 5. Výše ​​uvedený způsob řízení vlnové délky v podstatě realizuje výběr režimu laseru přímou nebo nepřímou změnou střední vlnové délky propustného pásma zařízení v dutině laseru.

Obr. 5 (a) Experimentální nastavení optické řiditelné vlnové délky- Obr.laditelný vláknový lasera systém měření;

(b) Výstupní spektra na výstupu 2 s vylepšením řídicího čerpadla

2.3 Bílý laserový světelný zdroj

Vývoj zdroje bílého světla prošel různými fázemi, jako je halogenová wolframová lampa, deuteriová lampa,polovodičový lasera superkontinuální světelný zdroj.Zejména superkontinuální světelný zdroj pod excitací femtosekundových nebo pikosekundových pulzů se super přechodovým výkonem produkuje nelineární efekty různých řádů ve vlnovodu a spektrum je značně rozšířeno, což může pokrýt pásmo od viditelného světla po blízko infračervené, a má silnou koherenci.Navíc úpravou disperze a nelinearity speciálního vlákna lze jeho spektrum dokonce rozšířit až do středního infračerveného pásma.Tento druh laserového zdroje byl široce používán v mnoha oblastech, jako je optická koherentní tomografie, detekce plynů, biologické zobrazování a tak dále.Kvůli omezení světelného zdroje a nelineárního média bylo rané spektrum superkontinua produkováno hlavně laserem v pevné fázi čerpajícím optické sklo pro vytvoření spektra superkontinua ve viditelné oblasti.Od té doby se optické vlákno postupně stalo vynikajícím médiem pro generování širokopásmového superkontinua kvůli svému velkému nelineárnímu koeficientu a malému poli přenosového režimu.Mezi hlavní nelineární efekty patří čtyřvlnné směšování, modulační nestabilita, samofázová modulace, mezifázová modulace, solitonové dělení, Ramanův rozptyl, solitonový posun vlastní frekvence atd., přičemž podíl každého efektu je také odlišný podle šířka impulsu budícího impulsu a disperze vlákna.Obecně nyní superkontinuální světelný zdroj směřuje hlavně ke zlepšení výkonu laseru a rozšíření spektrálního rozsahu a věnujte pozornost řízení jeho koherence.

3 Shrnutí

Tento článek shrnuje a shrnuje laserové zdroje používané k podpoře technologie snímání vláken, včetně laseru s úzkou šířkou čáry, laseru s laditelnou frekvencí a širokopásmového bílého laseru.Podrobně jsou uvedeny aplikační požadavky a stav vývoje těchto laserů v oblasti snímání vláken.Analýzou jejich požadavků a stavu vývoje se dospělo k závěru, že ideální laserový zdroj pro snímání vláken může dosáhnout ultraúzkého a ultrastabilního laserového výstupu v jakémkoli pásmu a kdykoli.Proto začínáme s laserem s úzkou šířkou čáry, laditelným laserem s úzkou šířkou čáry a laserem s bílým světlem s širokým ziskovým pásmem a na základě analýzy jejich vývoje najdeme efektivní způsob realizace ideálního laserového zdroje pro snímání vláken.