Tecnología de fuente láser para detección de fibra óptica. Segunda parte
2.2 Barrido de longitud de onda únicafuente láser
La realización del barrido de longitud de onda única del láser es esencialmente para controlar las propiedades físicas del dispositivo en ellásercavidad (generalmente la longitud de onda central del ancho de banda operativo), para lograr el control y la selección del modo longitudinal oscilante en la cavidad, con el fin de lograr el propósito de sintonizar la longitud de onda de salida. Basándose en este principio, ya en la década de 1980, la creación de láseres de fibra sintonizables se logró principalmente mediante la sustitución de una cara final reflectante del láser con una rejilla de difracción reflectante y la selección del modo de cavidad láser mediante la rotación y el ajuste manual de la rejilla de difracción. En 2011, Zhu et al. utilizaron filtros sintonizables para lograr una salida láser sintonizable de longitud de onda única con un ancho de línea estrecho. En 2016, se aplicó el mecanismo de compresión de ancho de línea de Rayleigh a la compresión de doble longitud de onda, es decir, se aplicó tensión a FBG para lograr la sintonización del láser de doble longitud de onda y se monitoreó simultáneamente el ancho de línea del láser de salida, obteniendo un rango de sintonización de longitud de onda de 3 nm. Salida estable de doble longitud de onda con un ancho de línea de aproximadamente 700 Hz. En 2017, Zhu et al. Se utilizó grafeno y una rejilla de Bragg de microfibras nanométricas para crear un filtro sintonizable totalmente óptico. En combinación con la tecnología de estrechamiento láser Brillouin, se aprovechó el efecto fototérmico del grafeno cerca de 1550 nm para lograr un ancho de línea láser de tan solo 750 Hz y un escaneo fotocontrolado, rápido y preciso, de 700 MHz/ms en el rango de longitud de onda de 3,67 nm. Como se muestra en la Figura 5, el método de control de longitud de onda descrito anteriormente permite la selección del modo láser modificando directa o indirectamente la longitud de onda central de la banda de paso del dispositivo en la cavidad láser.
Fig. 5 (a) Configuración experimental del sensor de longitud de onda controlable ópticamente.láser de fibra sintonizabley el sistema de medición;
(b) Espectros de salida en la salida 2 con la mejora de la bomba de control
2.3 Fuente de luz láser blanca
El desarrollo de la fuente de luz blanca ha pasado por varias etapas, como la lámpara halógena de tungsteno y la lámpara de deuterio.láser semiconductory fuente de luz supercontinua. En particular, la fuente de luz supercontinua, bajo la excitación de pulsos de femtosegundos o picosegundos con potencia supertransitoria, produce efectos no lineales de diversos órdenes en la guía de ondas, ampliando considerablemente el espectro, que abarca desde la luz visible hasta el infrarrojo cercano, con una fuerte coherencia. Además, al ajustar la dispersión y la no linealidad de la fibra especial, su espectro puede incluso extenderse hasta el infrarrojo medio. Este tipo de fuente láser se ha aplicado ampliamente en diversos campos, como la tomografía de coherencia óptica, la detección de gases y la imagen biológica, entre otros. Debido a las limitaciones de la fuente de luz y del medio no lineal, el espectro supercontinuo inicial se generó principalmente mediante el bombeo de vidrio óptico con láser de estado sólido para generar el espectro supercontinuo en el rango visible. Desde entonces, la fibra óptica se ha convertido gradualmente en un excelente medio para generar supercontinuo de banda ancha gracias a su alto coeficiente no lineal y su pequeño campo de transmisión. Los principales efectos no lineales incluyen la mezcla de cuatro ondas, la inestabilidad de la modulación, la automodulación de fase, la modulación cruzada de fase, la división de solitones, la dispersión Raman y el desplazamiento de la autofrecuencia de los solitones, entre otros. La proporción de cada efecto varía según el ancho de pulso del pulso de excitación y la dispersión de la fibra. En general, actualmente, la fuente de luz supercontinua se centra principalmente en mejorar la potencia del láser y ampliar el rango espectral, prestando especial atención al control de la coherencia.
3 Resumen
Este artículo resume y revisa las fuentes láser utilizadas para la tecnología de detección de fibra, incluyendo el láser de ancho de línea estrecho, el láser sintonizable de frecuencia única y el láser blanco de banda ancha. Se detallan los requisitos de aplicación y el estado de desarrollo de estos láseres en el campo de la detección de fibra. Tras analizar sus requisitos y estado de desarrollo, se concluye que la fuente láser ideal para la detección de fibra puede lograr una salida láser ultraestrecha y ultraestable en cualquier banda y en cualquier momento. Por lo tanto, se parte del láser de ancho de línea estrecho, el láser sintonizable de ancho de línea estrecho y el láser de luz blanca con amplio ancho de banda de ganancia, y se busca una manera eficaz de lograr la fuente láser ideal para la detección de fibra mediante el análisis de su desarrollo.
Hora de publicación: 21 de noviembre de 2023