Lazerinio šaltinio technologija optinių skaidulų jutikliams, antra dalis

Lazerinio šaltinio technologija optinių skaidulų jutikliams, antra dalis

2.2 Vieno bangos ilgio peržiūralazerio šaltinis

Vieno bangos ilgio lazerinio šlavimo realizavimas iš esmės skirtas valdyti įrenginio fizines savybeslazerisertmėje (paprastai darbinio dažnių juostos centrinio bangos ilgio), kad būtų galima valdyti ir pasirinkti išilginį svyruojantį režimą ertmėje, siekiant išėjimo bangos ilgio derinimo tikslo. Remiantis šiuo principu, jau devintajame dešimtmetyje derinami skaiduliniai lazeriai buvo sukurti daugiausia pakeičiant lazerio atspindintį galinį paviršių atspindinčia difrakcine gardele ir pasirenkant lazerio ertmės režimą rankiniu būdu sukant ir derinant difrakcinę gardelę. 2011 m. Zhu ir kt. naudojo derinamus filtrus, kad pasiektų vieno bangos ilgio derinamą lazerio išvestį su siauru linijos pločiu. 2016 m. dviejų bangos ilgių suspaudimui buvo pritaikytas Rayleigh linijos pločio suspaudimo mechanizmas, t. y., FBG buvo taikomas įtempis, kad būtų pasiektas dviejų bangos ilgių lazerio derinimas, o tuo pačiu metu buvo stebimas išėjimo lazerio linijos plotis, gaunant 3 nm bangos ilgių derinimo diapazoną. Dviejų bangos ilgių stabilus išėjimas, kurio linijos plotis yra maždaug 700 Hz. 2017 m. Zhu ir kt. panaudojo grafeną ir mikro-nano pluošto Brago gardelę, kad sukurtų visiškai optinį reguliuojamą filtrą, o kartu su Brillouin lazerio siaurinimo technologija panaudojo grafeno fototerminį efektą, esantį šalia 1550 nm, kad pasiektų vos 750 Hz lazerio linijos plotį ir fotokontroliuojamą greitą bei tikslų 700 MHz/ms skenavimą 3,67 nm bangos ilgių diapazone. Kaip parodyta 5 paveiksle, aukščiau aprašytas bangos ilgio valdymo metodas iš esmės įgyvendina lazerio režimo pasirinkimą tiesiogiai arba netiesiogiai keičiant lazerio rezonatoriuje esančio įrenginio pralaidumo juostos centrinį bangos ilgį.

5 pav. (a) Optiškai valdomo bangos ilgio eksperimentinė konfigūracijaderinamas pluošto lazerisir matavimo sistema;

(b) Išėjimo spektrai ties 2 išėjimu, sustiprinus valdymo siurblį

2.3 Balto lazerio šviesos šaltinis

Baltos šviesos šaltinio kūrimas išgyveno įvairius etapus, tokius kaip halogeninės volframo lempos, deuterio lempos,puslaidininkinis lazerisir superkontinuumo šviesos šaltinis. Visų pirma, superkontinuumo šviesos šaltinis, sužadinamas femtosekundiniais arba pikosekundiniais impulsais, turinčiais itin trumpalaikę galią, bangolaidyje sukuria įvairių eilių netiesinius efektus, o spektras labai išsiplečia, apimdamas juostą nuo matomos šviesos iki artimojo infraraudonojo spektro ir pasižymi didele koherencija. Be to, reguliuojant specialaus pluošto dispersiją ir netiesiškumą, jo spektrą galima išplėsti net iki vidutinio infraraudonojo spektro juostos. Šio tipo lazerinis šaltinis buvo plačiai taikomas daugelyje sričių, tokių kaip optinė koherentinė tomografija, dujų aptikimas, biologinis vaizdavimas ir kt. Dėl šviesos šaltinio ir netiesinės terpės apribojimų ankstyvasis superkontinuumo spektras daugiausia buvo generuojamas kietojo kūno lazeriu, pumpuojančiu optinį stiklą, kad būtų sukurtas superkontinuumo spektras matomoje diapazone. Nuo to laiko optinis pluoštas palaipsniui tapo puikia terpe plačiajuosčiam superkontinuumui generuoti dėl didelio netiesinio koeficiento ir mažo perdavimo režimo lauko. Pagrindiniai netiesiniai efektai yra keturių bangų maišymas, moduliacijos nestabilumas, savaiminė fazinė moduliacija, kryžminė fazinė moduliacija, solitono skaidymas, Ramano sklaida, solitono savaiminis dažnio poslinkis ir kt., o kiekvieno efekto dalis taip pat skiriasi priklausomai nuo sužadinimo impulso impulso pločio ir pluošto dispersijos. Apskritai, dabar superkontinuumo šviesos šaltinis daugiausia skirtas lazerio galios gerinimui ir spektrinio diapazono išplėtimui, atkreipiant dėmesį į jo koherencijos valdymą.

3 Santrauka

Šiame straipsnyje apibendrinami ir apžvelgiami lazeriniai šaltiniai, naudojami skaidulų jutimo technologijoms palaikyti, įskaitant siauro linijos pločio lazerį, vieno dažnio reguliuojamą lazerį ir plačiajuostį baltąjį lazerį. Išsamiai pristatomi šių lazerių taikymo reikalavimai ir kūrimo būsena skaidulų jutimo srityje. Išanalizavus jų reikalavimus ir kūrimo būseną, daroma išvada, kad idealus lazerinis šaltinis skaidulų jutimui gali pasiekti itin siaurą ir itin stabilų lazerio išvestį bet kurioje juostoje ir bet kuriuo metu. Todėl pradedame nuo siauro linijos pločio lazerio, reguliuojamo siauro linijos pločio lazerio ir baltos šviesos lazerio su plačiu stiprinimo pralaidumu ir, analizuodami jų vystymąsi, randame efektyvų būdą, kaip realizuoti idealų lazerinį šaltinį skaidulų jutimui.