Teknologi sumber laser untuk penderiaan gentian optik Bahagian Kedua
2.2 Sapuan panjang gelombang tunggalsumber laser
Realisasi sapuan panjang gelombang tunggal laser pada asasnya adalah untuk mengawal sifat fizikal peranti dalamlaserrongga (biasanya panjang gelombang tengah lebar jalur operasi), untuk mencapai kawalan dan pemilihan mod membujur berayun dalam rongga, untuk mencapai tujuan penalaan panjang gelombang keluaran.Berdasarkan prinsip ini, seawal tahun 1980-an, realisasi laser gentian boleh tala telah dicapai terutamanya dengan menggantikan muka akhir reflektif laser dengan parut pembelauan reflektif, dan memilih mod rongga laser dengan memutar dan menala parut pembelauan secara manual.Pada tahun 2011, Zhu et al.menggunakan penapis boleh tala untuk mencapai output laser boleh tala panjang gelombang tunggal dengan lebar talian sempit.Pada tahun 2016, mekanisme pemampatan lebar garis Rayleigh telah digunakan pada pemampatan dwi-panjang gelombang, iaitu, tekanan telah digunakan pada FBG untuk mencapai penalaan laser dwi-panjang gelombang, dan lebar garisan laser keluaran dipantau pada masa yang sama, memperoleh julat penalaan panjang gelombang 3 nm.Output stabil dwi-panjang gelombang dengan lebar garisan lebih kurang 700 Hz.Pada tahun 2017, Zhu et al.menggunakan parut graphene dan gentian mikro-nano Bragg untuk membuat penapis boleh tala semua optik, dan digabungkan dengan teknologi penyempitan laser Brillouin, menggunakan kesan fototerma graphene berhampiran 1550 nm untuk mencapai lebar garis laser serendah 750 Hz dan pantas dan terkawal foto. pengimbasan tepat 700 MHz/ms dalam julat panjang gelombang 3.67 nm.Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 5. Kaedah kawalan panjang gelombang di atas pada dasarnya merealisasikan pemilihan mod laser dengan secara langsung atau tidak langsung menukar panjang gelombang pusat jalur laluan peranti dalam rongga laser.
Rajah 5 (a) Persediaan eksperimen bagi panjang gelombang boleh dikawal optik-laser gentian boleh taladan sistem pengukuran;
(b) Spektrum keluaran pada output 2 dengan peningkatan pam kawalan
2.3 Sumber cahaya laser putih
Perkembangan sumber cahaya putih telah mengalami pelbagai peringkat seperti lampu tungsten halogen, lampu deuterium,laser semikonduktordan sumber cahaya supercontinuum.Khususnya, sumber cahaya supercontinuum, di bawah pengujaan denyutan femtosecond atau picosecond dengan kuasa super transient, menghasilkan kesan tak linear dari pelbagai pesanan dalam pandu gelombang, dan spektrum diperluaskan dengan banyak, yang boleh meliputi jalur dari cahaya yang kelihatan kepada inframerah dekat, dan mempunyai koherensi yang kuat.Di samping itu, dengan melaraskan penyebaran dan ketaklinieran gentian khas, spektrumnya juga boleh dilanjutkan ke jalur inframerah pertengahan.Sumber laser jenis ini telah banyak digunakan dalam banyak bidang, seperti tomografi koheren optik, pengesanan gas, pengimejan biologi dan sebagainya.Disebabkan oleh had sumber cahaya dan medium tak linear, spektrum supercontinuum awal terutamanya dihasilkan oleh kaca optik pengepam laser keadaan pepejal untuk menghasilkan spektrum supercontinuum dalam julat yang boleh dilihat.Sejak itu, gentian optik secara beransur-ansur menjadi medium yang sangat baik untuk menjana supercontinuum jalur lebar kerana pekali tak linear yang besar dan medan mod penghantaran yang kecil.Kesan tak linear utama termasuk pencampuran empat gelombang, ketidakstabilan modulasi, modulasi fasa kendiri, modulasi rentas fasa, pemisahan soliton, hamburan Raman, anjakan frekuensi diri soliton, dll., dan perkadaran setiap kesan juga berbeza mengikut lebar denyut nadi pengujaan dan penyebaran gentian.Secara amnya, kini sumber cahaya supercontinuum adalah terutamanya untuk meningkatkan kuasa laser dan mengembangkan julat spektrum, dan memberi perhatian kepada kawalan koherennya.
3 Ringkasan
Kertas kerja ini meringkaskan dan menyemak sumber laser yang digunakan untuk menyokong teknologi penderiaan gentian, termasuk laser lebar talian sempit, laser boleh tala frekuensi tunggal dan laser putih jalur lebar.Keperluan aplikasi dan status pembangunan laser ini dalam bidang penderiaan gentian diperkenalkan secara terperinci.Dengan menganalisis keperluan dan status pembangunan mereka, disimpulkan bahawa sumber laser yang ideal untuk penderiaan gentian boleh mencapai output laser ultra-sempit dan ultra-stabil pada mana-mana jalur dan pada bila-bila masa.Oleh itu, kita mulakan dengan laser lebar garis sempit, laser lebar garis sempit boleh tala dan laser cahaya putih dengan lebar jalur keuntungan lebar, dan mengetahui cara berkesan untuk merealisasikan sumber laser yang ideal untuk penderiaan gentian dengan menganalisis perkembangannya.
Masa siaran: Nov-21-2023