Ühesagedusliku pooljuhtlaseri rakendamine valguslaine interferentsi täpseks mõõtmiseks

KohaldamineÜhesageduslik pooljuhtlaserValguslaine interferentsi täpse mõõtmise alal
Ühe sageduse rakendaminepooljuhtlaserArutelu käsitleb täppismõõtmise valdkondi, näiteks fiiberoptilisi hüdrofone ja maapealseid kuulamisinterferomeetreid, ning põhjalikult analüüsitakse laseri jõudluse peamist mõju interferomeetrisüsteemide jõudlusele.

Süsteemi põhistruktuur ja tööpõhimõte: Kiudoptiline hüdrofonisüsteem koosneb peamiselt andurpeast ja interferomeetrist (näiteks MZ interferomeeter). Põhiprintsiip on see, et helisignaal (helirõhk Δp) mõjub andurpeale, põhjustades muutusi õõnsa silindri ümber mähitud andurkiu pikkuses ja murdumisnäitajas, muutes seeläbi optilist teed. See väike optilise tee muutus (st faasimuutus) tuvastatakse interferomeetri abil suure tundlikkusega.

1. Anduripea: Selle põhifunktsioon on heli vibratsioonide teisendamine interferomeetri optilise tee muutusteks. Tundlikkuskoefitsient s on seotud selliste teguritega nagu kiu pikkus L ja pikemad andurkiud on kasulikud süsteemi tundlikkuse parandamiseks.
2. Interferomeeter: see on „parim relv“ väikeste faasimuutuste tuvastamiseks. Väljundvalguse intensiivsus on koosinussuhtes faaside erinevusega. Staatilise faasinihke φ ₀ stabiliseerimisega ortogonaalses tööpunktis ((m+1/2) π) saab süsteemi saavutada kõrgeima tuvastustundlikkuse.
3. Peamised valgusallika parameetrid, mis mõjutavad süsteemi jõudlust: Artikkel keskendub laseri jõudluse piirangute analüüsimisele kõrge faasiresolutsiooni saavutamisel (sihtmärgiga ≤ 1 μrad).
4. LaserSagedusmüra ja joone laius: Laseri sagedusmüra võib põhjustada interferentsi faasimüra, vähendades seeläbi interferentsiribade nähtavust. Interferomeetri puhul, mille optilise tee vahe on umbes 1 meeter, peab 1 μrad faasiresolutsiooni saavutamiseks olema laseri joone laius väiksem kui umbes 30 Hz. See on laseri sagedusstabiilsuse jaoks väga kõrge nõue.valgusallikas.
5. Laseri intensiivsuse müra: Laseri suhtelise intensiivsuse müra (RIN) muundatakse otse interferentsisignaali faasiveaks. Tüüpilise tuvastusvalguse võimsuse (~100 μW) juures 1 μrad faasiresolutsiooni saavutamiseks tuleb laseri RIN-i vähendada alla -120 dB. See on valgusallika intensiivsuse stabiilsuse jaoks väga kõrge nõue.

Kokkuvõttes, analüüsides fiiberoptilist hüdrofonisüsteemi, töötatakse välja ranged nõuded südamiku valgusallikale – ühesageduslikule pooljuhtlaserile – äärmiselt kitsa joone laiuse (kõrgsagedusliku stabiilsuse) ja äärmiselt madala müra intensiivsuse osas interferentsiprintsiibil põhineval täppismõõtmisel ning esitatakse lasersageduse stabiliseerimise väljakutsed suuremahulistes süsteemirakendustes.