Tecnologia della sorgente laser per il rilevamento in fibra ottica Parte seconda
2.2 Sweep a lunghezza d'onda singolasorgente laser
La realizzazione della scansione laser a lunghezza d'onda singola consiste essenzialmente nel controllare le proprietà fisiche del dispositivo nellasercavità (solitamente la lunghezza d'onda centrale della larghezza di banda operativa), in modo da ottenere il controllo e la selezione della modalità longitudinale oscillante nella cavità, in modo da raggiungere lo scopo di sintonizzare la lunghezza d'onda di uscita.Sulla base di questo principio, già negli anni '80, la realizzazione di laser a fibra sintonizzabile è stata ottenuta principalmente sostituendo una faccia terminale riflettente del laser con un reticolo di diffrazione riflettente e selezionando la modalità cavità laser ruotando e sintonizzando manualmente il reticolo di diffrazione.Nel 2011, Zhu et al.hanno utilizzato filtri sintonizzabili per ottenere un'uscita laser sintonizzabile a lunghezza d'onda singola con larghezza di linea ridotta.Nel 2016, il meccanismo di compressione della larghezza di linea di Rayleigh è stato applicato alla compressione a doppia lunghezza d'onda, ovvero è stato applicato uno stress all'FBG per ottenere la sintonizzazione del laser a doppia lunghezza d'onda e la larghezza di linea del laser in uscita è stata monitorata allo stesso tempo, ottenendo un intervallo di sintonizzazione della lunghezza d'onda di 3 nm.Uscita stabile a doppia lunghezza d'onda con una larghezza di linea di circa 700 Hz.Nel 2017, Zhu et al.ha utilizzato il reticolo di Bragg in grafene e micro-nanofibre per realizzare un filtro sintonizzabile completamente ottico e, in combinazione con la tecnologia di restringimento laser Brillouin, ha utilizzato l'effetto fototermico del grafene vicino a 1550 nm per ottenere una larghezza di linea laser fino a 750 Hz e un effetto fotocontrollato veloce e scansione accurata di 700 MHz/ms nella gamma di lunghezze d'onda di 3,67 nm.Come mostrato nella Figura 5. Il metodo di controllo della lunghezza d'onda di cui sopra realizza fondamentalmente la selezione della modalità laser modificando direttamente o indirettamente la lunghezza d'onda centrale della banda passante del dispositivo nella cavità laser.
Fig. 5 (a) Configurazione sperimentale della lunghezza d'onda controllabile otticamente-laser a fibra sintonizzabilee il sistema di misurazione;
(b) Spettri di uscita all'uscita 2 con il miglioramento della pompa di controllo
2.3 Sorgente di luce laser bianca
Lo sviluppo della sorgente di luce bianca ha attraversato varie fasi come la lampada alogena al tungsteno, la lampada al deuterio,laser a semiconduttoree sorgente luminosa supercontinua.In particolare, la sorgente luminosa supercontinua, sotto l'eccitazione di impulsi a femtosecondi o picosecondi con potenza super transitoria, produce effetti non lineari di vario ordine nella guida d'onda, e lo spettro viene notevolmente ampliato, arrivando a coprire la banda dalla luce visibile al vicino infrarosso, e ha una forte coerenza.Inoltre, regolando la dispersione e la non linearità della speciale fibra, il suo spettro può essere esteso anche alla banda del medio infrarosso.Questo tipo di sorgente laser è stato ampiamente applicato in molti campi, come la tomografia a coerenza ottica, il rilevamento di gas, l'imaging biologico e così via.A causa della limitazione della sorgente luminosa e del mezzo non lineare, il primo spettro del supercontinuo era prodotto principalmente mediante vetro ottico di pompaggio laser a stato solido per produrre lo spettro del supercontinuo nella gamma visibile.Da allora, la fibra ottica è gradualmente diventata un mezzo eccellente per generare supercontinuum a banda larga grazie al suo grande coefficiente non lineare e al piccolo campo della modalità di trasmissione.I principali effetti non lineari includono il mixaggio a quattro onde, l'instabilità della modulazione, la modulazione di fase propria, la modulazione di fase incrociata, la suddivisione dei solitoni, la diffusione Raman, lo spostamento dell'autofrequenza dei solitoni, ecc., E anche la proporzione di ciascun effetto è diversa a seconda del larghezza dell'impulso di eccitazione e dispersione della fibra.In generale, ora la sorgente luminosa supercontinua mira principalmente a migliorare la potenza del laser e ad espandere la gamma spettrale, prestando attenzione al suo controllo di coerenza.
3 Riepilogo
Questo documento riassume ed esamina le sorgenti laser utilizzate per supportare la tecnologia di rilevamento in fibra, inclusi il laser a larghezza di linea stretta, il laser sintonizzabile a frequenza singola e il laser bianco a banda larga.Vengono presentati in dettaglio i requisiti applicativi e lo stato di sviluppo di questi laser nel campo del rilevamento delle fibre.Analizzando i loro requisiti e lo stato di sviluppo, si è concluso che la sorgente laser ideale per il rilevamento delle fibre può ottenere un'emissione laser ultrastretta e ultrastabile su qualsiasi banda e in qualsiasi momento.Pertanto, inizieremo con il laser a larghezza di linea stretta, il laser sintonizzabile a larghezza di linea stretta e il laser a luce bianca con larghezza di banda ad ampio guadagno e scopriamo un modo efficace per realizzare la sorgente laser ideale per il rilevamento delle fibre analizzando il loro sviluppo.
Orario di pubblicazione: 21 novembre 2023