Tecnoloxía de fonte láser para a detección de fibra óptica, segunda parte
2.2 Varrido de lonxitude de onda únicafonte láser
A realización do varrido láser de lonxitude de onda única é esencialmente para controlar as propiedades físicas do dispositivo nolásercavidade (xeralmente a lonxitude de onda central do ancho de banda operativo), para conseguir o control e a selección do modo lonxitudinal oscilante na cavidade, para lograr o propósito de axustar a lonxitude de onda de saída. Baseándose neste principio, xa na década de 1980, a realización de láseres de fibra sintonizables conseguiuse principalmente substituíndo unha cara final reflectante do láser por unha rede de difracción reflectante e seleccionando o modo da cavidade do láser xirando e axustando manualmente a rede de difracción. En 2011, Zhu et al. utilizaron filtros sintonizables para lograr unha saída láser sintonizable dunha soa lonxitude de onda con ancho de liña estreito. En 2016, aplicouse o mecanismo de compresión do ancho de liña de Rayleigh á compresión de dobre lonxitude de onda, é dicir, aplicouse tensión ao FBG para lograr o axuste do láser de dobre lonxitude de onda e o ancho de liña do láser de saída monitorizouse ao mesmo tempo, obtendo un rango de axuste de lonxitude de onda de 3 nm. Saída estable de dobre lonxitude de onda cun ancho de liña de aproximadamente 700 Hz. En 2017, Zhu et al. empregou grafeno e unha rede de Bragg de micronanofibra para crear un filtro sintonizable totalmente óptico e, combinado coa tecnoloxía de estreitamento láser Brillouin, empregou o efecto fototérmico do grafeno preto dos 1550 nm para conseguir un ancho de liña láser de ata 750 Hz e unha dixitalización fotocontrolada rápida e precisa de 700 MHz/ms no rango de lonxitudes de onda de 3,67 nm. Como se mostra na Figura 5. O método de control de lonxitude de onda anterior basicamente realiza a selección do modo láser cambiando directa ou indirectamente a lonxitude de onda central da banda de paso do dispositivo na cavidade láser.
Fig. 5 (a) Configuración experimental da lonxitude de onda controlable ópticamenteláser de fibra sintonizablee o sistema de medición;
(b) Espectros de saída na saída 2 coa mellora da bomba de control
2.3 Fonte de luz láser branca
O desenvolvemento da fonte de luz branca pasou por varias etapas, como as lámpadas halóxenas de tungsteno, as lámpadas de deuterio,láser semicondutore fonte de luz supercontinua. En particular, a fonte de luz supercontinua, baixo a excitación de pulsos de femtosegundos ou picosegundos con potencia supertransitoria, produce efectos non lineais de varias ordes na guía de ondas, e o espectro amplíase moito, o que pode abarcar a banda desde a luz visible ata o infravermello próximo e ten unha forte coherencia. Ademais, ao axustar a dispersión e a non linealidade da fibra especial, o seu espectro pode incluso estenderse á banda do infravermello medio. Este tipo de fonte láser aplicouse amplamente en moitos campos, como a tomografía de coherencia óptica, a detección de gases, a imaxe biolóxica, etc. Debido á limitación da fonte de luz e do medio non lineal, o espectro supercontinuo inicial producíase principalmente mediante vidro óptico de bombeo por láser de estado sólido para producir o espectro supercontinuo no rango visible. Desde entón, a fibra óptica converteuse gradualmente nun medio excelente para xerar supercontinuo de banda ancha debido ao seu gran coeficiente non lineal e ao seu pequeno campo de modo de transmisión. Os principais efectos non lineais inclúen a mestura de catro ondas, a inestabilidade da modulación, a modulación de autofase, a modulación de fase cruzada, a división de solitóns, a dispersión Raman, o cambio de autofrecuencia de solitóns, etc., e a proporción de cada efecto tamén é diferente segundo o ancho do pulso do pulso de excitación e a dispersión da fibra. En xeral, agora a fonte de luz supercontinua está destinada principalmente a mellorar a potencia do láser e ampliar o rango espectral, e presta atención ao seu control de coherencia.
3 Resumo
Este artigo resume e revisa as fontes láser empregadas para soportar a tecnoloxía de detección de fibra, incluíndo láser de ancho de liña estreito, láser sintonizable de frecuencia única e láser branco de banda ancha. Preséntanse en detalle os requisitos da aplicación e o estado de desenvolvemento destes láseres no campo da detección de fibra. Ao analizar os seus requisitos e o estado de desenvolvemento, conclúese que a fonte láser ideal para a detección de fibra pode lograr unha saída láser ultraestreita e ultraestable en calquera banda e en calquera momento. Polo tanto, comezamos cun láser de ancho de liña estreito, láser de ancho de liña estreito sintonizable e láser de luz branca con ancho de banda de ganancia amplo, e atopamos unha forma eficaz de realizar a fonte láser ideal para a detección de fibra analizando o seu desenvolvemento.
Data de publicación: 21 de novembro de 2023