Tecnología de fuente láser para detección de fibra óptica, segunda parte

Tecnología de fuente láser para detección de fibra óptica, segunda parte

2.2 Barrido de longitud de onda únicafuente láser

La realización del barrido láser de longitud de onda única es esencialmente 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, para lograr el propósito de sintonizar la longitud de onda de salida. Con base en este principio, ya en la década de 1980, la realización de láseres de fibra sintonizables se logró principalmente reemplazando una cara extrema reflectante del láser con una rejilla de difracción reflectante y seleccionando el modo de cavidad del láser girando y sintonizando manualmente la rejilla de difracción. En 2011, Zhu et al. utilizó filtros sintonizables para lograr una salida láser sintonizable de longitud de onda única con un ancho de línea estrecho. En 2016, el mecanismo de compresión de ancho de línea de Rayleigh se aplicó a la compresión de longitud de onda dual, es decir, se aplicó tensión al FBG para lograr la sintonización del láser de longitud de onda dual y al mismo tiempo se monitoreó el ancho de línea del láser de salida, obteniendo un rango de sintonización de longitud de onda de 3 Nuevo Méjico. Salida estable de longitud de onda dual con un ancho de línea de aproximadamente 700 Hz. En 2017, Zhu et al. utilizó grafeno y rejilla de Bragg de micro-nano fibra para hacer un filtro sintonizable totalmente óptico, y combinado con la tecnología de estrechamiento láser Brillouin, utilizó el efecto fototérmico del grafeno cerca de 1550 nm para lograr un ancho de línea láser tan bajo como 750 Hz y una velocidad fotocontrolada rápida y escaneo 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 anterior básicamente realiza la selección del modo láser cambiando directa o indirectamente la longitud de onda central de la banda de paso del dispositivo en la cavidad del láser.

Fig. 5 (a) Configuración experimental de la 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, 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 súper transitoria, produce efectos no lineales de varios órdenes en la guía de ondas, y el espectro se amplía enormemente, lo que puede cubrir la banda desde la luz visible hasta el infrarrojo cercano. y tiene una fuerte coherencia. Además, ajustando la dispersión y la no linealidad de la fibra especial, su espectro puede ampliarse incluso a la banda del infrarrojo medio. Este tipo de fuente láser se ha aplicado ampliamente en muchos campos, como la tomografía de coherencia óptica, la detección de gases, la obtención de imágenes biológicas, etc. Debido a la limitación de la fuente de luz y el medio no lineal, el espectro supercontinuo inicial se produjo principalmente mediante vidrio óptico de bombeo con láser de estado sólido para producir el espectro supercontinuo en el rango visible. Desde entonces, la fibra óptica se ha convertido gradualmente en un medio excelente para generar un supercontinuo de banda ancha debido a su gran coeficiente no lineal y su pequeño campo de modo de transmisión. Los principales efectos no lineales incluyen mezcla de cuatro ondas, inestabilidad de modulación, modulación de autofase, modulación de fase cruzada, división de solitones, dispersión Raman, cambio de autofrecuencia de solitones, etc., y la proporción de cada efecto también es diferente según el ancho de pulso del pulso de excitación y la dispersión de la fibra. En general, ahora la fuente de luz supercontinua tiene como objetivo principal mejorar la potencia del láser y ampliar el rango espectral, y prestar atención a su control de coherencia.

3 Resumen

Este artículo resume y revisa las fuentes láser utilizadas para respaldar la tecnología de detección de fibra, incluido el láser de ancho de línea estrecho, el láser sintonizable de frecuencia única y el láser blanco de banda ancha. Se presentan en detalle los requisitos de aplicación y el estado de desarrollo de estos láseres en el campo de la detección de fibra. Al analizar sus requisitos y su 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, comenzamos con un láser de ancho de línea estrecho, un láser de ancho de línea estrecho sintonizable y un láser de luz blanca con ancho de banda de ganancia amplio, y descubrimos una manera eficaz de realizar la fuente láser ideal para la detección de fibra mediante el análisis de su desarrollo.