PenggunaanLaser Semikonduktor Frekuensi Tunggaldalam Pengukuran Tepat Gangguan Gelombang Cahaya
Penggunaan frekuensi tunggallaser semikonduktordalam bidang pengukuran ketepatan seperti hidrofon gentian optik dan interferometer pendengaran bumi dibincangkan, dan impak utama prestasi laser terhadap prestasi sistem interferometer dianalisis secara mendalam.
Struktur teras dan prinsip kerja sistem: Sistem hidrofon gentian optik terutamanya terdiri daripada kepala pengesan dan interferometer (mengambil interferometer MZ sebagai contoh). Prinsip asasnya ialah isyarat bunyi (tekanan bunyi Δp) bertindak pada kepala pengesan, menyebabkan perubahan dalam panjang dan indeks biasan gentian pengesan yang melilit silinder berongga, sekali gus memperkenalkan perubahan dalam laluan optik. Perubahan laluan optik kecil ini (iaitu perubahan fasa) dikesan dengan kepekaan yang tinggi oleh interferometer.
1. Kepala sensor: Fungsi utamanya adalah untuk menukar getaran bunyi kepada perubahan dalam laluan optik interferometer. Pekali kepekaan s berkaitan dengan faktor seperti panjang gentian L, dan gentian pengesan yang lebih panjang bermanfaat untuk meningkatkan kepekaan sistem.
2. Interferometer: Ia merupakan "senjata terbaik" untuk mengesan perubahan fasa kecil. Keamatan cahaya output mempunyai hubungan kosinus dengan perbezaan fasa. Dengan menstabilkan bias fasa statik φ₀ pada titik operasi ortogon ((m+1/2)π), sistem ini boleh mencapai kepekaan pengesanan tertinggi.
3. Parameter sumber cahaya utama yang mempengaruhi prestasi sistem: Artikel ini memberi tumpuan kepada menganalisis batasan prestasi laser dalam mencapai resolusi fasa tinggi (dengan sasaran ≤ 1 μ rad).
4. Laserhingar frekuensi dan lebar garis: Hingar frekuensi laser boleh menyebabkan hingar fasa gangguan, sekali gus mengurangkan keterlihatan pinggir gangguan. Bagi interferometer dengan perbezaan laluan optik kira-kira 1 meter, untuk mencapai resolusi fasa 1 μ rad, lebar garis laser perlu kurang daripada kira-kira 30 Hz. Ini adalah keperluan yang sangat tinggi untuk kestabilan frekuensisumber cahaya.
5. Bunyi keamatan laser: Bunyi keamatan relatif (RIN) laser akan ditukar secara langsung kepada ralat fasa isyarat gangguan. Untuk mencapai resolusi fasa 1 μ rad pada kuasa cahaya pengesanan biasa (~100 μ W), RIN laser perlu dikurangkan kepada di bawah -120 dB. Ini adalah keperluan yang sangat tinggi untuk kestabilan keamatan sumber cahaya.
Secara ringkasnya, dengan menganalisis sistem hidrofon gentian optik, keperluan ketat untuk sumber cahaya teras – laser semikonduktor frekuensi tunggal – dari segi lebar garis yang sangat sempit (kestabilan frekuensi tinggi) dan hingar intensiti yang sangat rendah dalam pengukuran ketepatan berdasarkan prinsip gangguan dihuraikan, dan cabaran penstabilan frekuensi laser yang dihadapi dalam aplikasi sistem berskala besar dibentangkan.
Masa siaran: 07-Apr-2026