Công nghệ nguồn laser cho cảm biến sợi quang Phần hai

Công nghệ nguồn laser cho cảm biến sợi quang Phần hai

2.2 quét bước sóng đơnNguồn laser

Việc thực hiện quét bước sóng đơn laser về cơ bản là để kiểm soát các tính chất vật lý của thiết bị tronglaserkhoang (thường là bước sóng trung tâm của băng thông vận hành), để đạt được điều khiển và lựa chọn chế độ dọc dao động trong khoang, để đạt được mục đích điều chỉnh bước sóng đầu ra. Dựa trên nguyên tắc này, ngay từ những năm 1980, việc hiện thực hóa các tia laser sợi có thể điều chỉnh chủ yếu đạt được bằng cách thay thế một mặt cuối phản xạ của tia laser bằng cách grating nhiễu xạ phản xạ và chọn chế độ khoang laser bằng cách xoay và điều chỉnh cách tử nhiễu xạ. Năm 2011, Zhu et al. được sử dụng các bộ lọc điều chỉnh để đạt được đầu ra laser có thể điều chỉnh bước sóng đơn với độ rộng đường hẹp. Vào năm 2016, cơ chế nén dòng điện của Rayleigh đã được áp dụng cho nén bước sóng kép, nghĩa là, ứng suất đã được áp dụng cho FBG để đạt được điều chỉnh laser bước sóng kép và đường laser laser đầu ra được theo dõi cùng lúc, có được phạm vi điều chỉnh bước sóng của 3 NM. Đầu ra ổn định bước sóng kép với chiều rộng đường khoảng 700 Hz. Năm 2017, Zhu et al. đã sử dụng graphene và micro-nano sợi Bragg để tạo ra một bộ lọc điều chỉnh toàn diện và kết hợp với công nghệ thu hẹp laser Brillouin, đã sử dụng hiệu ứng quang nhiệt của graphene gần 1550nm để đạt được mức độ rộng của laser thấp đến mức độ nhanh. Như được hiển thị trong Hình 5. Phương pháp điều khiển bước sóng trên về cơ bản thực hiện lựa chọn chế độ laser bằng cách thay đổi trực tiếp hoặc gián tiếp bước sóng trung tâm băng thông của thiết bị trong khoang laser.

Hình 5 (a) Thiết lập thực nghiệm bước sóng có thể kiểm soát quang học-Laser sợi có thể điều chỉnhvà hệ thống đo lường;

(b) Phổ đầu ra ở đầu ra 2 với sự tăng cường của bơm điều khiển

2.3 Nguồn ánh sáng laser trắng

Sự phát triển của nguồn sáng trắng đã trải qua các giai đoạn khác nhau như đèn vonfram halogen, đèn deuterium,Laser bán dẫnvà nguồn sáng Supercontinuum. Cụ thể, nguồn sáng siêu liên tục, dưới sự kích thích của các xung femtosecond hoặc picosecond với sức mạnh siêu thoáng qua, tạo ra các hiệu ứng phi tuyến của các đơn đặt hàng khác nhau trong ống dẫn sóng và quang phổ được mở rộng rất nhiều, có thể bao phủ dải từ ánh sáng có thể nhìn thấy đến gần hồng ngoại, và có sự kết hợp mạnh mẽ. Ngoài ra, bằng cách điều chỉnh sự phân tán và phi tuyến của sợi đặc biệt, phổ của nó thậm chí có thể được mở rộng đến dải hồng ngoại giữa. Loại nguồn laser này đã được áp dụng rất nhiều trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như chụp cắt lớp kết hợp quang học, phát hiện khí, hình ảnh sinh học, v.v. Do giới hạn của nguồn sáng và môi trường phi tuyến, phổ siêu liên tục sớm chủ yếu được sản xuất bởi kính bơm laser trạng thái rắn để tạo ra phổ siêu liên tục trong phạm vi nhìn thấy. Kể từ đó, sợi quang đã dần trở thành một phương tiện tuyệt vời để tạo ra siêu liên tục băng rộng vì hệ số phi tuyến lớn và trường chế độ truyền nhỏ. Các hiệu ứng phi tuyến chính bao gồm trộn bốn sóng, không ổn định điều chế, điều chế tựa, điều chế pha, phân tách soliton, tán xạ Raman, sự thay đổi tần số soliton, v.v., và tỷ lệ của mỗi hiệu ứng cũng khác nhau theo chiều rộng của xung kích thích và độ phân tán của sợi. Nói chung, bây giờ nguồn sáng siêu liên tục chủ yếu hướng tới việc cải thiện năng lượng laser và mở rộng phạm vi quang phổ, và chú ý đến kiểm soát kết hợp của nó.

3 Tóm tắt

Bài viết này tóm tắt và xem xét các nguồn laser được sử dụng để hỗ trợ công nghệ cảm biến sợi, bao gồm laser đường truyền hẹp, laser có thể điều chỉnh tần số đơn và laser trắng băng thông rộng. Các yêu cầu ứng dụng và trạng thái phát triển của các laser này trong lĩnh vực cảm biến sợi được giới thiệu chi tiết. Bằng cách phân tích các yêu cầu và tình trạng phát triển của họ, kết luận rằng nguồn laser lý tưởng cho cảm biến sợi có thể đạt được sản lượng laser cực kỳ ổn định và cực ổn định ở bất kỳ ban nhạc nào và bất kỳ lúc nào. Do đó, chúng tôi bắt đầu với laser chiều rộng đường hẹp, laser chiều rộng đường hẹp có thể điều chỉnh và laser ánh sáng trắng với băng thông tăng rộng và tìm ra một cách hiệu quả để nhận ra nguồn laser lý tưởng để cảm biến sợi bằng cách phân tích sự phát triển của chúng.