Laserkällteknik för optisk fiberavkänning del två

Laserkällteknik för optisk fiberavkänning del två

2.2 Svep med en enda våglängdlaserkälla

Realiseringen av lasersvep med en enda våglängd är i huvudsak att kontrollera enhetens fysikaliska egenskaper ilaserkaviteten (vanligtvis den centrala våglängden för den operativa bandbredden), för att uppnå kontroll och val av det oscillerande longitudinella läget i kaviteten, för att uppnå syftet att finjustera utgångsvåglängden. Baserat på denna princip uppnåddes realiseringen av avstämbara fiberlasrar redan på 1980-talet huvudsakligen genom att ersätta en reflekterande ändyta på lasern med ett reflekterande diffraktionsgitter, och välja laserkavitetsläget genom att manuellt rotera och finjustera diffraktionsgittret. År 2011 använde Zhu et al. avstämbara filter för att uppnå envåglängds avstämbar laserutgång med smal linjebredd. År 2016 tillämpades Rayleigh-linjebreddskomprimeringsmekanism för dubbelvåglängdskomprimering, det vill säga, stress applicerades på FBG för att uppnå dubbelvåglängdslaserfinning, och utgångslaserns linjebredd övervakades samtidigt, vilket erhöll ett våglängdsfinningsområde på 3 nm. Dubbelvåglängdsstabil utgång med en linjebredd på cirka 700 Hz. År 2017, Zhu et al. använde grafen och mikro-nanofiber Bragg-gitter för att skapa ett helt optiskt avstämbart filter, och i kombination med Brillouin-laserförträngningsteknik användes den fototermiska effekten av grafen nära 1550 nm för att uppnå en laserlinjebredd så låg som 750 Hz och en fotokontrollerad snabb och noggrann skanning på 700 MHz/ms i våglängdsområdet 3,67 nm. Som visas i figur 5. Ovanstående våglängdskontrollmetod realiserar i princip laserlägesvalet genom att direkt eller indirekt ändra enhetens passbandsmittvåglängd i laserkaviteten.

Fig. 5 (a) Experimentell uppställning av den optiskt styrbara våglängden-avstämbar fiberlaseroch mätsystemet;

(b) Utgångsspektra vid utgång 2 med förstärkning av styrpumpen

2.3 Vit laserljuskälla

Utvecklingen av vita ljuskällor har genomgått olika stadier, såsom halogenvolframlampa, deuteriumlampa,halvledarlaseroch superkontinuumljuskälla. I synnerhet producerar superkontinuumljuskällan, under excitation av femtosekund- eller pikosekundpulser med supertransient effekt, ickelinjära effekter av olika ordningar i vågledaren, och spektrumet breddas kraftigt, vilket kan täcka bandet från synligt ljus till nära infrarött, och har stark koherens. Genom att justera dispersionen och ickelinjäriteten hos den speciella fibern kan dess spektrum till och med utökas till det mellersta infraröda bandet. Denna typ av laserkälla har använts i stor utsträckning inom många områden, såsom optisk koherenstomografi, gasdetektering, biologisk avbildning och så vidare. På grund av begränsningarna hos ljuskällan och det ickelinjära mediet producerades det tidiga superkontinuumspektrumet huvudsakligen med hjälp av fastfaslaserpumpning av optiskt glas för att producera superkontinuumspektrumet i det synliga området. Sedan dess har optisk fiber gradvis blivit ett utmärkt medium för att generera bredbandigt superkontinuum på grund av dess stora ickelinjära koefficient och lilla transmissionsfält. De huvudsakliga ickelinjära effekterna inkluderar fyrvågsblandning, modulationsinstabilitet, självfasmodulering, korsfasmodulering, solitondelning, Ramanspridning, soliton självfrekvensskift, etc., och andelen av varje effekt varierar också beroende på excitationspulsens pulsbredd och fiberns dispersion. I allmänhet är superkontinuumljuskällor nu huvudsakligen inriktade på att förbättra lasereffekten och utöka spektralområdet, och uppmärksamma dess koherenskontroll.

3 Sammanfattning

Denna artikel sammanfattar och granskar de laserkällor som används för att stödja fiberavkänningsteknik, inklusive smal linjebreddslaser, avstämbar laser med en frekvens och bredbandsvit laser. Tillämpningskraven och utvecklingsstatusen för dessa lasrar inom fiberavkänning presenteras i detalj. Genom att analysera deras krav och utvecklingsstatus dras slutsatsen att den ideala laserkällan för fiberavkänning kan uppnå ultrasmal och ultrastabil laserutgång vid vilket band som helst och när som helst. Därför börjar vi med smal linjebreddslaser, avstämbar smal linjebreddslaser och vit ljuslaser med bred förstärkningsbandbredd, och hittar ett effektivt sätt att realisera den ideala laserkällan för fiberavkänning genom att analysera deras utveckling.