Laserallika tehnoloogia optilise kiu tuvastamiseks, teine ​​osa

Laserallika tehnoloogia optilise kiu tuvastamiseks, teine ​​osa

2.2 Ühe lainepikkuse pühkiminelaserallikas

Laseri ühe lainepikkusega pühkimise realiseerimine on sisuliselt seadme füüsikaliste omaduste kontrolliminelaserõõnsuses (tavaliselt tööribalaiuse kesklainepikkus), et saavutada õõnsuses võnkuva pikisuunalise moodi juhtimine ja valik, et saavutada väljundlainepikkuse häälestamise eesmärk. Selle põhimõtte põhjal saavutati juba 1980. aastatel häälestatavate kiudlaserite realiseerimine peamiselt laseri peegeldava otsapinna asendamise teel peegeldava difraktsioonivõrega ja laseri õõnsuse moodi valimise teel difraktsioonivõre käsitsi pööramise ja häälestamise teel. 2011. aastal kasutasid Zhu jt häälestatavaid filtreid, et saavutada ühe lainepikkusega häälestatav laserväljund kitsa joonelaiusega. 2016. aastal rakendati Rayleighi joonelaiuse kokkusurumise mehhanismi kahe lainepikkusega kokkusurumiseks, st FBG-le rakendati pinget kahe lainepikkusega laseri häälestamiseks ja samal ajal jälgiti väljundlaseri joonelaiust, saades lainepikkuste häälestamisvahemiku 3 nm. Kahe lainepikkusega stabiilne väljund joonelaiusega umbes 700 Hz. 2017. aastal Zhu jt... Kasutati grafeeni ja mikro-nanokiudude Braggi võret täisoptilise häälestatava filtri valmistamiseks ning kombineerituna Brillouini laseriga kitsendamise tehnoloogiaga kasutati grafeeni fototermilist efekti lainepikkusel 1550 nm lähedal, et saavutada laserkiire laius kuni 750 Hz ja fotokontrollitud kiire ja täpne skaneerimine kiirusega 700 MHz/ms lainepikkuste vahemikus 3,67 nm. Nagu on näidatud joonisel 5, realiseerib ülaltoodud lainepikkuse juhtimise meetod laseri režiimi valiku põhimõtteliselt seadme läbilaskvusriba kesklainepikkuse otsese või kaudse muutmise teel laserõõnsuses.

Joonis 5 (a) Optiliselt juhitava lainepikkuse eksperimentaalne seadistushäälestatav kiudlaserja mõõtesüsteem;

(b) Väljundspektrid väljundis 2 koos juhtpumba võimendusega

2.3 Valge laservalgusallikas

Valge valgusallika arengus on läbitud mitu etappi, näiteks halogeen-volframlamp, deuteeriumlamp,pooljuhtlaserja superkontinuumvalgusallikas. Eelkõige tekitab superkontinuumvalgusallikas femtosekundiliste või pikosekundiliste impulsside ergastamisel ülimööduvvõimsusega lainejuhis erineva järku mittelineaarseid efekte ning spekter laieneb oluliselt, kattes vahemiku nähtavast valgusest lähiinfrapunani ja omades tugevat koherentsust. Lisaks saab spetsiaalse kiu dispersiooni ja mittelineaarsuse reguleerimise abil laiendada selle spektrit isegi keskmise infrapunaribani. Sellist laserallikat on laialdaselt kasutatud paljudes valdkondades, näiteks optilise koherentstomograafia, gaasidetektsiooni, bioloogilise pildistamise ja muudes valdkondades. Valgusallika ja mittelineaarse keskkonna piiratuse tõttu toodeti varajane superkontinuumspekter peamiselt tahkislaseriga, mis pumpas optilist klaasi, et tekitada superkontinuumspekter nähtavas vahemikus. Sellest ajast alates on optiline kiud järk-järgult muutunud suurepäraseks keskkonnaks lairiba superkontinuumi genereerimiseks tänu oma suurele mittelineaarsele koefitsiendile ja väikesele läbilaskvusväljale. Peamised mittelineaarsed efektid hõlmavad neljalainelist segunemist, modulatsiooni ebastabiilsust, isefaasimodulatsiooni, ristfaasimodulatsiooni, solitoni lõhenemist, Ramani hajumist, solitoni isesageduse nihet jne ning iga efekti osakaal erineb ka vastavalt ergastusimpulsi impulsi laiusele ja kiu dispersioonile. Üldiselt on superkontinuumvalgusallikas nüüd peamiselt suunatud laseri võimsuse parandamisele ja spektraalvahemiku laiendamisele ning pöörab tähelepanu selle koherentsuse kontrollile.

3 Kokkuvõte

See artikkel võtab kokku ja annab ülevaate kiudanduritehnoloogia toetamiseks kasutatavatest laserallikatest, sealhulgas kitsa joonelaiusega laserist, ühesageduslikust häälestatavast laserist ja lairiba valgest laserist. Nende laserite rakendusnõuded ja arendusstaatus kiudanduri valdkonnas tutvustatakse üksikasjalikult. Nende nõuete ja arendusstaatuse analüüsimise põhjal järeldatakse, et ideaalne laserallikas kiudanduri jaoks suudab saavutada ülikitsase ja ülistabiilse laserväljundi mis tahes sagedusribas ja igal ajal. Seetõttu alustame kitsa joonelaiusega laserist, häälestatavast kitsa joonelaiusega laserist ja laia võimendusribalaiusega valge valguse laserist ning leiame tõhusa viisi ideaalse laserallika realiseerimiseks kiudanduri jaoks, analüüsides nende arendust.